Technische Kunststoffe - Das Handbuch

Transcription

Halbzeuge
Technische Kunststoffe –
Das Handbuch
Mit diesem Handbuch wollen wir Ihnen unser Kunststoffwissen in einer kompakten Form an die Hand geben. Theoretische Grundlagen werden ergänzt durch zahlreiche
praktische Tipps, darunter Werkstoffempfehlungen, Berechnungsbeispiele zur Bauteilauslegung und Ratschläge
zur Weiterverarbeitung von Kunststoffen.
4
6
7
8
Kunststoffübersicht
Einteilung der Kunststoffe
Ensinger-Prozesskette
Verarbeitungsverfahren
12
13
14
15
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Werkstoffe
TECARAN ABS
TECANYL
TECAFINE PE
TECAFINE PMP
TECAPRO MT / TECAFINE PP
TECAFORM
TECAMID
TECAST / TECARIM
TECADUR / TECAPET
TECANAT
TECAFLON
TECAPEI
TECASON S, P, E
TECATRON
TECAPEEK
TECATOR
TECASINT
44
46
50
54
55
57
60
62
63
64
66
Eigenschaften
Modifikationen / Additive
Thermische Eigenschaften
Mechanische Eigenschaften
Verarbeitungseinflüsse
Tribologische Eigenschaften
Elektrische Eigenschaften
Chemikalienbeständigkeit
Feuchtigkeitsaufnahme
Flammschutzklassifizierung
Strahlungsbeständigkeit
Bescheinigungen und Zulassungen
70
72
Werkstoffauswahl und Berechnungen
Werkstoffauswahl
Berechnungen
76
77
78
80
82
84
86
88
Weiterbearbeitung
Bearbeitung von Kunststoffen
Zerspanungsrichtlinien
Tempern
Schweißen
Kleben
Reinigen von Kunststoffen
Produkthandhabung
Werkstoffrichtwerte
98
Haftungsausschluss
Kunststoffübersicht
TECARAN ABS (ABS)
TECAPRO MT (PP)
TECAMID 11/12 (PA 11/12)
TECARIM (PA 6 C)
Dauergebrauchstemperatur
Glasübergangstemperatur
E-Modul
E-Modul
E-Modul
E-Modul
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
elektrisch leitfähig
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Halbzeuge
10 – 200 mm
5 – 100 mm
Halbzeuge
10 – 200 mm
5 – 100 mm
Halbzeuge
4 – 250 mm
5 – 100 mm
25 – 300 mm
Halbzeuge
50 – 800 mm
8 – 200 mm
50 – 600 mm
• S. 16
• S. 12
TECANYL (PPE)
TECAFORM AH (POM-C)
• S. 20
TECAMID 6/66 (PA 6/66)
TECAPET (PET)
E-Modul
E-Modul
E-Modul
E-Modul
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Halbzeuge
10 – 200 mm
5 – 100 mm
Halbzeuge
3 – 250 mm
5 – 150 mm
20 – 505 mm
Halbzeuge
4 – 250 mm
5 – 100 mm
25 – 300 mm
Halbzeuge
10 – 180 mm
8 – 100 mm
• S. 13
TECAFINE PE (PE)
• S. 18
TECAFORM AD (POM-H)
• S. 20
TECAST (PA 6 C)
• S. 24
TECADUR PET (PET)
E-Modul
E-Modul
E-Modul
E-Modul
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Halbzeuge
10 – 200 mm
5 – 100 mm
Halbzeuge
3 – 250 mm
5 – 150 mm
20 – 505 mm
Halbzeuge
50 – 800 mm
8 – 200 mm
50 – 600 mm
Halbzeuge
10 – 180 mm
8 – 100 mm
• S. 14
4
• S. 18
• S. 22
• S. 22
• S. 24
TECANAT (PC)
TECAPEI (PEI)
TECATRON (PPS)
TECATOR (PAI)
E-Modul
E-Modul
E-Modul
E-Modul
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Halbzeuge
3 – 250 mm
10 – 100 mm
Halbzeuge
8 – 150 mm
10 – 80 mm
Halbzeuge
10 – 60 mm
10 – 70 mm
Halbzeuge
5 – 100 mm
5 – 30 mm
TECAFLON PTFE (PTFE)
TECASON S (PSU)
• S. 38
• S. 34
• S. 30
• S. 26
TECAPEEK (PEEK)
TECASINT (PI)
E-Modul
E-Modul
E-Modul
E-Modul
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Halbzeuge
4 – 300 mm
1 – 100 mm
Halbzeuge
8 – 150 mm
10 – 80 mm
Halbzeuge
3 – 200 mm
5 – 100 mm
40 – 360 mm
Halbzeuge
6 – 100 mm
5 – 100 mm
• S. 32
• S. 28
TECAFLON PVDF (PVDF)
• S. 40
TECASON P (PPSU)
E-Modul
E-Modul
Zugfestigkeit
Zugfestigkeit
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Modifikationen
faserverstärkt
gleitmodifiziert
detektierbar
Medizintechnik
Lebensmitteltechnik
Halbzeuge
4 – 300 mm
10 – 100 mm
Halbzeuge
8 – 150 mm
10 – 80 mm
• S. 28
• S. 36
• S. 32
5
Neue Werkstoffe sind ein wichtiger Antrieb für den tech
nologischen Fortschritt. Kunststoffe weisen zahlreiche
Vorteile auf und ersetzen in vielen Fällen Metalle oder
Keramiken. Innerhalb der Kunststoffe unterscheidet man
zwischen Duroplasten, Elastomeren und Thermoplasten.
Unter Duroplasten versteht man Kunststoffe, die nach der
dreidimensionalen, chemischen Vernetzung nicht mehr
verformt werden können. Elastomere sind ebenfalls final
vernetzte, aber elastisch verformbare Werkstoffe, die nach
der Belastung in ihre ursprüngliche Form zurückfinden.
Thermoplaste sind reversibel aufschmelzbar, da sie nicht
dreidimensional vernetzt, sondern nur durch schwache
physikalische Kräfte miteinander verbunden sind. Aufgrund der Struktur wird die Gruppe der Thermoplaste in
zwei weitere Gruppen eingeteilt: amorphe und teilkristalline Thermoplaste.
Einordnung der Kunststoffe
innerhalb der Werkstoffklassen
Metalle
Keramik
metallmodifizierte
Kunststoffe
faserverstärkte
Kunststoffe
Kunststoffe
Duroplaste
Elastomere
Thermoplaste
Ensinger verarbeitet thermoplastische Kunststoffe. Sie lassen sich wiederholt umformen und haben ein sehr großes
Modifikationspotential.
Grundsätzlich wird die gesamte Gruppe der Thermoplaste
u. a. aufgrund ihrer Temperaturbeständigkeit in die drei
Bereiche Standard-, Konstruktions- und Hochleistungskunststoffe unterteilt. All diese Gruppierungen lassen sich
in dem Schaubild der Kunststoffpyramide darstellen. Neben den schon genannten Unterscheidungen wird in der
Pyramide auch die hergestellte Menge der Produktgruppen
(absteigend zur Pyramidenspitze) visualisiert.
amorph
teilkristallin
PI
Hochleistungskunststoffe
300 °C
PAI
PEKEKK
PEEK, PEK
LCP, PP
PES, PPSU PTFE S
, PFA
PEI, PSU ETFE
, PCTFE
PPP, PC-HT PV
DF
Konstruktionskunststoffe
Standardkunststoffe
PC
PA 6-3-T
PA 46
PET, PBT
PA 66
PA 6, PA 11,
PA 12
POM
PMP
PPE mo
d.
PMMA
PP
PE
PS, ABS
, SAN
amorph
6
teilkristallin
150 °C
100 °C
Ensinger-Prozesskette
Ensinger vereinigt ein breitgefächertes Angebot an Fertigungsverfahren zur Verarbeitung von thermoplastischen
Kunststoffen unter einem Dach. Vom reaktiven Polyamidguss-Verfahren (Formguss) über die Ausstattung mit verschiedensten Additiven im Bereich Compoundierung, die
Umarbeitung in der Extrusion zu Profilen und Halbzeugen und dem Spritzgießen von Fertigteilen bis hin zur
spanenden Bearbeitung von halbfertigen Produkten und
Fertigteilen werden thermoplastische Werkstoffe in verschiedensten Verarbeitungsstufen an den Markt gebracht.
Dabei bestimmt oft der Werkstoff oder das Endprodukt
über das angewendete Verarbeitungsverfahren: ob Großoder Kleinserie, ob voluminöse oder filigrane Bauteile, ob
gut schmelzbarer oder schwieriger verarbeitbarer Werkstoff, es ist immer das richtige Verfahren dabei.
Viele Compounds werden individuell für die Unternehmenssparten und Kunden entwickelt und im Haus gefertigt, um dann u. a. intern für den Spritzguss, die Profil
extrusion oder die Extrusion von Halbzeugen in Form von
Rundstäben, Platten oder Hohlstäben verwendet zu werden. In der spanenden Nachbearbeitung können extrudierte Halbzeuge, spritzgegossene Rohlinge oder auch gegossene Vorprodukte als Ausgangsprodukt für die Herstellung
von präzisen Fertigteilen dienen. Dabei können sich die
Kunden immer auf hohe Qualitätsmaßstäbe verlassen.
Strenge Richtlinien und geschulte Mitarbeiter sichern die
einzelnen Prozessschritte vom Rohstoffeingang bis zum
Endprodukt ab.
Dabei wird dem Kunden nicht immer ein direktes Produkt
geliefert, sondern es können auch mehrere Bereiche und
Fertigungsstufen in der Wertschöpfungskette nacheinander
agieren, um dem Kunden eine Komplettlösung zu bieten.
Profile
Compounds
Halbzeuge
Chemie
Markt
Spritzguss
Formguss
Zerspanung
Direktformung
7
Verarbeitungsverfahren
Compounds, Halbzeuge und Fertigteile werden mit Hilfe der
folgenden Verfahrenstechniken hergestellt:
Compoundieren
Bei der Compoundierung werden Kunststoff-Rohstoffe mit
Füll- oder Zuschlagstoffen aufgeschmolzen, zu dünnen
Strängen extrudiert und zu Granulaten geschnitten. Durch
diesen Prozess lassen sich die Eigenschaften der Kunststoffe auf besondere Anwendungsfälle hin anpassen, z. B.
durch die Verbesserung der Gleit-Reibeigenschaften oder
die Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit.
Extrusion
Das druck- und temperaturgeregelte Extrusionsverfahren
ist ein kontinuierliches Fertigungsverfahren, bei dem
Kunststoffe in einem Extruder plastifiziert und durch eine
Düse in Form gepresst werden. Der Querschnitt des entstehenden geometrischen Körpers entspricht der verwendeten Düse oder Kalibrierung.
Das Extrusionsverfahren ist ein effizientes Verfahren zur
Herstellung von Halbzeugen mit großen Wandstärken und
Dimensionen. Das Halbzeug-Portfolio besteht aus Rundstäben, Hohlstäben und Platten in vielen verschiedenen
Abmessungen und Farben.
Spritzgießen
Das Spritzgießen ist ein hochproduktives Urformverfahren zur Herstellung wirtschaftlich direkt verwendbarer fertiger Bauteile in großer Stückzahl. Der Kunststoff wird
über einen Extruder aufgeschmolzen, plastifiziert und mit
Druck in das Spritzgießwerkzeug eingespritzt. Der Hohlraum (die Kavität) des Werkzeugs bestimmt die Form und
die Oberflächenstruktur des fertigen Bauteils. Das Spritzgussverfahren ist aufgrund der Werkzeugkosten meist nur
für größere Stückzahlen wirtschaftlich.
8
Pressen / Sintern
Durch Pressen und Sintern entstehen äußerst spannungsarme und verzugsfreie Halbzeuge und Formteile. Das sogenannte Heißpressverfahren dient zur Herstellung von
Halbzeugen. Hierbei wird als Ausgangsstoff ein Kunststoffpulver unter Temperatur und hohem Druck in einer
Form verarbeitet. Dieser Prozess ist aufgrund des Zeitaufwandes und der eingesetzten Materialien relativ aufwändig
und teuer.
Im Gegensatz zum Heißpressverfahren können im sogenannten Matrizenpressen auch direkt werkzeugfallende
Formteile gefertigt werden (Direct Forming). Da hier eine
spezielle Form notwendig ist, ist dieses Verfahren meist
erst ab einer Stückzahl von rund 1.000 Teilen rentabel.
Polyamid-Guss
Druckloser Formguss erweist sich als besonders erfolgreich für die Produktion von großvolumigen Teilen, die fast
fertig bearbeitet sind. Neben dem Formguss können im
Halbzeuggussverfahren auch Guss-Polyamide mit deutlich
größeren Abmaßen als im Extrusionsverfahren in Form
von Platten und Rundstäben gefertigt werden.
Die in diesem Fertigungsverfahren hergestellten Halbzeuge und Formgussteile weisen ein geringeres Eigenspannungsniveau auf als extrudierte Produkte. Gießverfahren
eignen sich bevorzugt für kleinere und mittlere Serien im
Gewichtsbereich von 0,5 – 900 kg.
Zerspanung
Die Zerspanung ist der schnellste und wirtschaftlichste
Weg zum fertigen Kunststoffteil, insbesondere bei Klein
serien. Mit Hilfe des spanabhebenden Verfahrens lassen
sich aus Konstruktions- und Hochtemperaturkunststoffen
fertige Bauteile mit engsten Toleranzen realisieren. Hierbei werden auf CNC-Fräsmaschinen, Drehbänken oder
Sägen mittels kunststoffspezifischen Werkzeugen die Fertigteile aus den Kunststoffhalbzeugen herausgearbeitet
oder im Spritzgussverfahren vorgefertigte Bauteile nach
bearbeitet.
9
Halbzeuge und Fertigteile aus thermoplastischen Kunststoffen kommen in allen Branchen zum Einsatz. So sind
technische Anwendungen nicht nur in der Automobilindustrie und im Maschinenbau zu finden, sondern auch in der
Lebensmittel- und Pharmaindustrie, im Bau- und Transportwesen, in der Medizin- und Elektrotechnik oder in der
Luft- und Raumfahrt.
Verbesserte und neue Werkstoffe sind ein wichtiger Antrieb
für den technologischen Fortschritt. Kunststoffe weisen
zahlreiche Vorteile auf und ersetzen in vielen Fällen Metalle
oder Keramiken. Mehr noch: Häufig sind sie die einzige
Alternative bei der Realisierung außergewöhnlicher technischer Anwendungen und somit echte Schrittmacher für
Innovationen.
Die unterschiedlichen Werkstoffgruppen werden auf den
weiteren Seiten anhand typischer Eigenschaften, Erkennungsmerkmale, Struktur etc. dargestellt. Zudem finden
Sie charakteristische Anwendungsbeispiele für das entsprechende Material.
Werkstoffe
40
30
H
C
H
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
C
H
C
H
n
1
H
n
H
2
n
• Spannung [MPa]
20
3
H
H
x
n
O
PA6
ABS (DIN-Bezeichnung)
ABS ist ein thermoplastisches Copolymerisat aus Acrylnitril mit Butadien-Styrol-Polymeren. Durch unterschiedliche
Kombination dieser Monomere können über Misch- oder
Pfropfpolymerisation verschiedenste ABS-Typen mit einem breiten Eigenschaftsspektrum hergestellt werden.
ABS
H wird zur
H Gruppe der amorphen Thermoplaste gezählt.
N
CH 2
x
N
C
CH 2
y
C
O
n
EigenschaftenO
ˌ
ˌOpak
PA66
ˌˌNiedrige Dichte
ˌˌHohe Zähigkeit
ˌˌGute Festigkeit und Härte
ˌˌGute Chemikalienbeständigkeit
Temperaturbeständigkeit
ˌˌModerate
O
O
O
O
und Röntgenstrahlenbeständigkeit
ˌˌGammaC
C
N
R
N
C
C
H
ˌˌNSehr gut zerspanbar
H
N
C
C
ˌˌGeringe Wasseraufnahme
O kratzfest
O
ˌˌSehr
R
n
104 °C
E-Modul
1.700 MPa
Einsatztemperatur dauernd
75 °C
Einsatztemperatur kurzzeitig
100 °C
H
H
H
H
C
C
C
C
H
H
H
H
Untere Einsatztemperatur
PBT
12
O
n
30
40
O
n
C
H
H
n
PE
Erkennen
ˌˌFarbe grau
ˌˌLässt sich leicht entflammen
ˌˌBrennt mit blauer Flamme mit gelber Spitze, rußt
ˌˌRiecht süßlich
ˌˌDichte 1,04 g/cm³ – schwebt in gesättigter Salzlösung
ˌˌAnlösbar mit Aceton
O
O
C
n
Anwendungsbeispiele
O
CH 3
Teile wie Spiegelgehäuse,
Verkleidungen
im Innenraum,
C
O
C
O
Lautsprecherabdeckungen,
Griffelemente (Kfz-Industrie),
N
CH 3
Haushaltsartikel
C wie Haartrockner und andere technische
O
Haushaltsgeräte,
Gehäuseteile in der Elektronik, Musik
instrumente wie Flöten oder Klarinetten.
PEI
1,04 g/cm3
C
O
PEEK
TECARAN ABS
(ABS)
Unverstärkte Basistype,
sehr steif und zäh,
sehr gut elektrisch isolierend
Dichte
O
C
H
C
O
TECARAN ABS grau (ABS)
Tg
C
CH 3
O
O
20
Produkte / Modifikationen
PAI
Werte
O
C
TECARAN
PCABS
TECARAN ABS
C
10
• Dehnung [%]
TECARAN ABS
Strukturformel
ABS
ABS
CH 2
CH 3
0
0
N
N
10
–50 °C
Zusammenfassung
TECARAN ABS ist härter und kratzfester bei geringerer thermischer Beständigkeit als PET und POM. Die
ABS-Grundtype lässt sich duch Variation der jeweiligen
Anteile in den Eigenschaften weit variieren. Durch Modifikation mit PC und PBT lassen sich vielfältige, sehr zähe
O
und schlagfeste Typen einstellen, hauptsächlich für den
O
C
n
Spritzguss.
PEK
CH 2
N
CH 2
H
H
C
C
H
CH 3
O
CH 3
80
C
n
S
O
CH 3
60
PP
O
n
O
PSU
• Spannung [MPa]
40
CH 3
N
m
O
n
20
F
0
Strukturformel
PPO
> PPE? PPE
TECANYL
S
C
5n
F
• Dehnung [%]F
TECANYL 731 grau
TECANYL
GF 30
TECANYL
731 grau 0
CH 3
n
PPS
PPE (DIN-Bezeichnung)
Polyphenylenether (PPE) ist ein thermoplastischer, amorpher Standardkunststoff. PPE wird meist nur modifiziert
unter Beimischung von PA oder PS verwendet. Durch Variation der Anteile können verschiedene Modifizierungen
für höhere thermische und mechanische Belastungen eingestellt werden. Negativ ist ihr Einfluss auf die Verarbeitbarkeit. Durch die Modifizierung und Beimischung von
Füllstoffen wie Glasfasern lassen sich die Eigenschaften
hinsichtlich Mechanik noch weiter variieren.
Eigenschaften
ˌˌAmorph
ˌˌNiedrige Dichte, wenig über 1 g/cm³
ˌˌGute Zähigkeit, Festigkeit, hohe Härte und Steifigkeit
ˌˌKriechfest
ˌˌNeigung zur Spannungsrissbildung
ˌˌGute Temperaturbeständigkeit
ˌˌSehr geringe Wasseraufnahme
ˌˌSehr gute Formstabilität
ˌˌSehr geringe Dielektrizitätskonstante
F
C
PTFE
H
F
C
C
H
F
10
15
20
TECANYL GF30
n
PVDF
Erkennen
ˌˌFarbe grau
ˌˌLässt sich schwer entflammen, rußt
ˌˌBrennt mit blauer Flamme mit gelber Spitze
ˌˌRiecht bei thermischer Zersetzung jauchig
ˌˌDichte wenig über 1 g/cm³ – schwebt in Salzlösung
ˌˌSehr kratzfest, hart
ˌˌMit Aceton bzw. Benzol anlösbar
TECANYL 731 grau (PPE)
Unverstärkte Basistype
TECANYL MT (PPE)
Diverse Einfärbungen für die
Medizintechnik, biokompatibel
TECANYL GF30 (PPE GF)
Glasfaserverstärkt für hohe
Festigkeit, Steifigkeit, erhöhte
Formbeständigkeitstemperatur,
geringe Wärmeausdehnung für
Präzisions- und Elektroisolierteile
Anwendungsbeispiele
Elektroisolierteile mit flammgeschützter Type, verzugsarme Strukturbauteile, kratzfeste hochglänzende Sichtteile
(Gehäuseteile für Heimelektronik), Spulenkörper für die
Satellitentechnik, Gehäuse für Eisenbahngleissensoren,
Elektroadapter für Unterwasserkabelanschlüsse für Ölund Gastechnik
Werte
TECANYL 731 grau (PPE)
Tg
145 °C
Dichte
1,10 g/cm3
E-Modul
2.400 MPa
85 °C
110 °C
Zusammenfassung
Aufgrund der sehr guten Dimensionsstabilität und hohen
Schlagzähigkeit eignet sich PPE besser als andere Standardkunststoffe für Gehäuseteile, die teils auch stark belastet werden. Damit stellt das Material eine kostengünstige
Möglichkeit zur Herstellung entsprechender Bauteile dar.
–50 °C
13
CH 3
C
O
O
C
O
O
25
n
O
CH 3
20
C
O
O
O
C
C
n
PEKEKK
PC
15
H
H
C
C
H
H
• Spannung [MPa]
10
S
5
• Dehnung [%]
TECAFINE PE
O
O
10
O
15
n
20
25
O
TECAFINE
PE
PES
TECAFINE PE
C
Eigenschaften
ˌˌTeilkristallin, niedrige Dichte
ˌˌGute Zähigkeit, niedrige Festigkeit und Härte
ˌˌSehr gute Chemikalienbeständigkeit
ˌˌGeringe Temperaturbeständigkeit;
O
mit steigendem Molekulargewicht zunehmend
O
C
n
ˌˌAntiadhäsive Eigenschaften
ˌˌSehr hohe Wärmeausdehnung
PEK
ˌˌSehr niedriger dielektrischer Verlustfaktor
ˌˌSehr gute elektrische Isolationsfähigkeit
Tg
O
C
C
TECAFINE PE (PE)
–95 °C
–95 °C
Dichte
0,96 g/cm3
0,93 g/cm3
E-Modul
1.000 MPa
650 MPa
90 °C
90 °C
90 °C
120 °C
–50 °C –150 °C
H
C
C
H
H
O
n
PI
Anwendungsbeispiele
Führungsrollen, Kettenführungen, Auskleidungen von
Silos und Rutschen, Saug- und Filterplatten, Leitungen für
Gas und Trinkwasser, Fußbodenheizungen aus PE-HMW,
Anlagen für Gefriergutverarbeitung und Verpackung im
H H
Lebensmittelbereich, Folien in diversen Bereichen
C
TECAFINE PE 10 (PE)
H
O
PET
Erkennen
ˌˌ Farbe opak / milchig-weiß
ˌˌ Lässt sich leicht entflammen
ˌˌ Brennt mit blauer Flamme mit gelber Spitze
O
nur schwach
O
ˌˌ Rußt nicht oder
O
O
C
C
C
ˌˌ Riecht wachsartig
C
-R
N
N
-R < 1g / cm³,
N
schwimmt
in
Wasser
ˌˌ Dichte
n
n
C
C geritzt werden
ˌˌ Relativ weich,C kann mit Fingernagel
O
O
O
ˌˌ Subjektiv sehr leicht beim Anfassen
C
CH 2 H
Werte
O
n
PEEK
PE (DIN-Bezeichnung)
Polyethylen (PE) ist ein durch Polymerisation von Ethen
hergestellter thermoplastischer Kunststoff. Polyethylen gehört – bezogen auf die Produktionsmenge – zur größten
Gruppe
O der Kunststoffe, den Polyolefinen. Aufgrund des
CH 3
Kristallinitätsgrades
wird PE zu den teilkristallinenCHTherC
2
O
C
O
N
N
moplasten
gezählt. Die hauptsächlich eingesetzten Typen
CH 3
CH
C
2
PE (PE-HD), PE 5 (PE-HMW), PE 10 (PE-UHMW) sowie die
O
Polyethylene
mit niedriger Dichte (PE-LD, PE-LLD) unter
scheiden sich in ihrem Molekulargewicht bzw. den VerzweiPEI
gungen der Molekülketten.
14
O
0
0
n
Strukturformel PE
PE
O
5
n
Zusammenfassung
CH
CH 3
H 3C
Die Polyethylentypen
unterscheiden sich in ihrem Molekulargewicht. Mit zunehmendem Molekulargewicht verbesPMP
sern sich die Kristallinität, die Chemikalienbeständigkeit,
die Zähigkeit und die Verschleißfestigkeit. Die schmelztechnische Verarbeitbarkeit wird andererseits schwieriger.
Das PE-UHMW kann nur noch durch Pressen zu Halbzeugen oder Vorformlingen verarbeitet werden. Der Vorteil:
Halbzeuge und Fertigteile aus PE-UHMW sind sehr spannungs- und verzugsarm.
O
C
N
C
O
m
n
O
O
O
O
C
C
C
C
C
N
N
n
-R
N
C
C
C
O
CH 3
N
O
O
m
O
40
C
n
CH 3
O
30
PI
PPO > PPE?
20
H
H
C
C
• Spannung [MPa]
N
-R
O
n
CH 2 H
H 3C
CH
10
0
0
20S
• Dehnung [%]
TECAFINE PMP
CH 3
n
40
60
80
TECAFINE
PMP
PPS
Strukturformel PMP
PMP
TECAFINE PMP
PMP (DIN-Bezeichnung)
Polymethylpenten (PMP) ist ein thermoplastischer Kunststoff aus der Gruppe der Polyolefine und ist mit einer Dichte
von 0,83 g/cm³ der leichteste aller Kunststoffe. Trotz der teilkristallinen Struktur erscheint PMP glasklar-transparent.
Eigenschaften
ˌˌTeilkristallin
ˌˌTransparent
ˌˌGeringste Dichte aller Kunststoffe
ˌˌGute Zähigkeit, Festigkeit und Härte
ˌˌSpannungsrissbeständigkeit z.T. besser als bei anderen
transparenten Kunststoffen
ˌˌWasseraufnahme kann zur Deformation führen
ˌˌBegrenzt hydrolysebeständig
ˌˌGute Gamma- und Röntgenstrahlenbeständigkeit
ˌˌSehr gute elektrische Isoliereigenschaften
ˌˌSehr geringer dielektrischer Verlustfaktor
ˌˌOptisch herausragende Eigenschaften
Werte
TECAFINE PMP (PMP)
Tg
20 °C
0,83 g/cm3
E-Modul
1.000 MPa
120 °C
170 °C
–20 °C
Dichte
Erkennen
ˌˌ Farbe opak / leicht gelblich
ˌˌ Lässt sich leicht entflammen
ˌˌ Brennt mit blauer Flamme mit gelber Spitze
ˌˌ Rußt nicht oder nur schwach
ˌˌ Riecht wachsartig
ˌˌ Dichte < 1 g/cm³, schwimmt in Wasser
ˌˌ Relativ weich, kann mit Fingernagel geritzt werden
TECAFINE PMP (PMP)
Transparent auch im UV-Bereich,
sehr gut elektrisch isolierend
Awendungsbeispiele
Medizintechnik: diverse Spritzgießteile für Anschlussund Verteilerelemente für die künstliche Ernährung, Spritzen, diverse Haushaltsgeräte; Elektrotechnikzubehör,
Hochfrequenztechnik, Spulenkerne, Antennenträger, Linsen für Ultraschallanwendungen
Zusammenfassung
Höhere Festigkeiten und Temperaturbeständigkeiten als
PE. Die Kristallitgröße ist geringer als die Wellenlänge des
Lichtes und ermöglicht sehr gute Transparenz. Bessere
Lichttransmission im sichtbaren Bereich als bei optisch
hoch transparenten Kunststoffen wie PMMA oder PC.
15
H
C
O
40
H
H
C
C
n
H
n
H
30
POM-H
PS
• Spannung [MPa]
20
H
H
C
C
H
CH 3
n
10
O
CH 3
0
0
40
• Dehnung [%]
TECAFINE PP
C
CH 3
80
O
120
S
O
160
n
O
TECAFINE
PP
PSU
Strukturformel PP
PP
TECAPRO MT
TECAFINE PP
CH 3
N
m
O
n
CH 3
PPO > PPE?
PP (DIN-Bezeichnung)
Polypropylen (PP) ist ein durch katalytische Polymerisation
von Propen hergestellter thermoplastischer Kunststoff.
Polypropylen gehört zur Gruppe der Polyolefine. Polypropylene (PP) sind universelle Standardkunststoffe mit einem
ausgeglichenen Eigenschaftsniveau.
Zwei Haupttypen sind bei Ensinger im Halbzeug-Portfolio
zu finden:
TECAPRO MT und TECAFINE PP.
S
n
PPS
F
F
C
C
F
F
n
PTFE
Eigenschaften
ˌˌTeilkristallin
ˌˌNiedrige Dichte < 1 g/cm³
ˌˌGute Zähigkeit
ˌˌBessere Festigkeit, Härte und Steifigkeit als PE
H F Wasseraufnahme
ˌˌSehr geringe
C
C
ˌˌKeine Spannungsrissbildung
n
H F
ˌˌVerbesserte Temperaturbeständigkeit gegenüber PE
Eigenschaften
ˌˌAntiadhäsive
PVDF
ˌˌHohe Wärmeausdehnung
ˌˌGeringe Einsatzbreite im Minustemperaturbereich,
Kälteschlagempfindlichkeit
Werte
T g
16
TECAPRO MT
TECAFINE PP
(PP)(PP)
–10 °C
–18 °C
Dichte
0,92 g/cm3
0,91 g/cm3
E-Modul
2.000 MPa
1.600 MPa
100 °C
100 °C
100 °C
130 °C
–10 °C –10 °C
40
30
• Spannung [MPa]
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
• Dehnung [%]
TECAPRO
TECAPRO MT
Erkennen
ˌˌIn vielen Kriterien ähnlich wie PE
ˌˌUnterschied: Kann nicht mehr mit Fingernagel
geritzt werden
ˌˌFarbe opak / milchig-weiß
ˌˌRußt nicht oder nur schwach
ˌˌRiecht wachsartig
ˌˌDichte < 1 g/cm³, schwimmt in Wasser
TECAFINE PP (PP)
Unverstärkte Basistype, natur
TECAFINE PP GF30 (PP GF)
Festigkeit, Steifigkeit, Härte und
geringere Wärmeausdehnung,
Maßbeständigkeit, bevorzugt für
Spritzguss
TECAPRO MT (PP)
Spezialtype, modifiziert für die
Anwendungsbeispiele
TECAFINE PP: Großformatige Chemieapparate, Säurebau
und -bäder, Ventile, Galvanisierapparate, Beitz- und Ätz
bäder, Niedertemperaturabgaskamine, Filterplatten für
Filterpressen, Abwasseranlagen, Abwasserrohrsysteme,
Anschlussarmaturen aus extrudierten Halbzeugen, Transportkästen für Lebensmittel, Filterteile, Armaturen, Behälter, lebensmitteltechnische Anlagen mit erhöhter thermisch-chemischer Belastung; Einsatz von großformatigen,
in Etagenpressen hergestellten verzugsarmen und sehr gut
schweißbaren Pressplatten für chemische Anlagen.
TECAPRO MT: Werkstoff für die Medizintechnik mit Biokompatibilität, Trays für die Reinigung, Sterilisation und
Lagerung von diversen Medizintechnikgeräten und Komponenten, einfache Handgriffe, teilweise Geometrieanpassungsmodelle, Körperkontaktplatten für Mammografie.
Zusammenfassung
Der wesentliche Unterschied zwischen TECAFINE PP und
TECAPRO MT besteht darin, dass die Basis für TECAPRO
MT ein speziell wärmestabilisiertes PP Homopolymer ist.
Es erträgt damit höhere thermische Belastungen beim ausgedehnten Tempern, ist in der Folge spannungsärmer und
zeigt beim wiederholten Heißdampfsterilisieren nur minimale Verzugsneigung. Einfach zerspanbar zu dimensionsstabilen, leichten Bauteilen.
17
H
C
O
l
H
H
H
C
C O
H
H
m
80
H
C
O
n
POM-C
O
l
H
H
H
C
C O
H
H
S
S
O
O
O
O
n
PPSU
60
m
O
O
100
O
n
S
S
O
O
n
40
l und m statistisch verteilt
H
C
O
PPSU
• Spannung [MPa]
Strukturformel POM-C
POM-C
20
0
H
Strukturformel POM-H
POM-H
C
C
O
n
20
• Dehnung [%]
TECAFORM AD
TECAFORM
TECAFORM
PSH AD H AH
H
C
H
C
H 10
0
n
H
C
30
40
50
TECAFORM AH
n
H
n
H
PS
POM-H
TECAFORM
N
N
m
m
H
H
C
C
H
CH 3
O
n
Eigenschaften
ˌˌHohe Kristallinität
PPO > PPE?
ˌˌRelativ hohe Dichte
ˌˌGute Zähigkeit, auch im niederen Temperaturbereich
ˌˌGute Festigkeit, hohe Härte und Federsteifigkeit
ˌˌSehr gutes Gleitreibverhalten, abriebfest, antiadhäsiv
S
n
ˌˌGute Chemikalienbeständigkeit, vorzugsweise gegen
Basen, Lösungsmittel und Treibstoffe
PPS
S
n
ˌˌGute Formstabilität
ˌˌSehr geringe Dielektrizitätskonstante
PPS
18
C
O
CH 3
PP
H (DIN-Bezeichnung)
H
POM
C
C
n
Die verschiedenen
Bezeichnungen Polyacetal, Polyoxy
H CH 3
methylen oder Polyformaldehyd (POM) sind für das gleiche
Polymer in verschiedenen Sprachräumen üblich. POM ist
PP
ein durch Polymerisation von Formaldehyd hergestellter
thermo
lastischer Kunststoff. Es gibt die zwei typischen
CHp
3
Gruppen der Polyacetale, das Polyacetal Homopolymer
O
n
(POM-H / TECAFORM AD) und das Copolymer (POM-C /
CH 3
TECAFORM
AH). Beide unterscheiden sich im Herstellungsverfahren, die Eigenschaften sind sehr ähnlich, zeiPPO >CHPPE?
3
gen aber auch einige typische Unterschiede.
CH 3
O
CH 3
n
Werte
O
n
PSU
O
CH 3
C
CH 3
T g
Dichte
S
O
PSU
E-Modul
F
F
C
C
F
F
n
O
TECAFORMS AD
TECAFORM
AH
O
n
(POM-H)(POM-C)
O
–60 °C
–60 °C
1,43 g/cm3
1,41 g/cm3
3.600 MPa
2.800 MPa
110 °C
100 °C
150 °C
140 °C
–50 °C –50 °C
PTFE
Erkennen F F
C
Cleicht opak,
ˌˌFarbe weiß,
n
F leicht
F
an Kanten
durchscheinend
PTFE
ˌˌBrennt mit schwach blauer Flamme mit gelber Spitze,
tropft ab und brennt weiter
nur schwach
ˌˌRußt nicht
H oder
F
C
Zersetzung typisch stechend
C
ˌˌRiecht bei thermischer
n
H F
nach Formaldehyd
ˌˌHohe Dichte, sinkt in Wasser
PVDF
Griff
ˌˌLeicht wachsartiger
H F
schnell zerstörbar
ˌˌIn Mineralsäuren
C
C
n
H F Aufprallklang
ˌˌHat dumpfen
PVDF
TECAFORM AD und AH
Für die vielfältigen technischen Anforderungen in der Industrie ist eine große Bandbreite an Werkstoffen lieferbar,
die an die speziellen Einsatzbedingungen angepasst sind.
Verfügbar sind Produkte für die Bereiche Lebensmittel-,
Trinkwasser-, Pharma- und Medizintechnik sowie Gleitanwendungen. Außerdem Materialien für Sicherheits
anforderungen und Explosionsschutz sowie Produkte für
den Verbraucherschutz in der Lebensmittel- und Pharmaproduktion.
TECAFORM AD natur (POM-H)
Basistype POM-H
TECAFORM AD schwarz (POM-H)
Für verbesserten UV-Schutz
im Außeneinsatz
TECAFORM AD AF
(POM-H, Festschmierstoff) Mit PTFE gleitmodifizierte Type
für minimale Reibung, braun
TECAFORM AH natur (POM-C)
Basistype POM-C
TECAFORM AH schwarz (POM-C)
Für verbesserten UV-Schutz im
Außeneinsatz
TECAFORM AH ID
(POM-C, detektierbarer Füllstoff)
Mit Sensoren induktiv detektierbar
zum Schutz von Lebensmittelprodukten, Lebensmittelverbrauchern und Anlagen
TECAFORM AH ID blau
(POM-C, detektierbarer Füllstoff)
Induktiv detektierbar und
zusätzlich mit blauer, lebensmittelechter Signalfarbe für den
Lebensmittelproduktschutz
TECAFORM AH LA blau
(POM-C, Festschmierstoff)
Gleitmodifiziert und blaue Signalfarbe für Lebensmittelkontakt
TECAFORM AH ELS
(POM-C, Leitruß)
Elektrisch leitfähig eingestellt für
die sichere Ableitung von elektrostatischen Aufladungen und zum
Schutz von Produkten und Anlagen
gegen Zerstörung
TECAFORM AH MT farbig (POM-C)
Für Medizintechnik eingefärbt,
geprüft auf Biokompatibilität
TECAFORM AH GF25 (POM-C GF)
Glasfaserverstärkung für höhere
Festigkeit und Präzision
TECAFORM AH SD
(POM-C, Antistatikum)
Elektrostatisch ableitfähig zum
Produktschutz in der Elektronik
Anwendungsbeispiele
POM mit seiner Typenvielfalt ist ein technischer Kunststoff für breit gefächerte universelle Anwendungen in
vielen Industrie- und Wirtschaftsbereichen, auch als
Metallersatz.
Umfangreicher Einsatz bei Gleitanwendungen, sehr gute
Konstruktionslösungen mit Schnappverbindungen, Gleitteile wie Lagerbuchsen, Rollen, Gleitleisten, Elektroisolierteile, Bauteile mit Wasserkontakt, diverse Vorrichtungsteile
mit Gleiteffekt, kratzfeste hochglänzende Sichtteile, viele
Bauteile in Lebensmittel-, Pharma-, Trinkwasser- und
Medizintechnik
Zusammenfassung
Im Wesentlichen unterscheiden sich die beiden Grund
typen nur durch einige wenige Kriterien:
ˌˌPOM-H (Homopolymer) hat einen höheren Schmelzpunkt und höhere Festigkeit, ist aber gegen Heißwasser
dauerhaft über 60 °C und bei Dampf hydrolyseempfindlich.
ˌˌPOM-C (Copolymer) hat bei etwas geringerer Festigkeit
bessere Zähigkeit, bessere Beständigkeit gegen Alkalien
und Hydrolysebeständigkeit gegen Heißwasser und
gegen Dampf.
ˌˌPOM-C kann in größeren und dickwandigeren Halbzeugabmessungen hergestellt werden.
TECAFORM AH SAN (POM-C)
Antimikrobiell ausgerüstet für
Hygiene und Gesundheitsschutz
19
H
H
N
C
C
H
H
H
H
H
H
CH 2
x
C
n
Unverstärkt
O
120
H
PA6
N
CH 2
x
C
n
100
O
Aufbau
PA6 aus einem Ausgangsstoff:
PA 6: x=5
PA 11:x=10
PA 12:x=11
N
x
N
C
CH 2
C
O
O
H
y
n
H
Aufbau
aus zwei Ausgangsstoffen:
PA66
N CH 2
N C CH 2 C
y
x
n
PA 66: x=6;
y=4
O
O
PA 610:x=6; y=8
PA 612: x=6; y=10
O
C
C
N
R
O
C
O
C
O
C
C
C
O
O
C
C
C
O
H
O
O
R
n
C
C
C
C
H
H
H
H
O
R
n
n
Eigenschaften: PA 6 und PA 66
PBT
ˌ
ˌTeilkristallin
ˌˌNiedrige Dichte, etwas über 1 g/cm³
ˌˌHohe Temperaturbeständigkeit
(Schmelzpunkt PA 66 höher als PA 6)
ˌˌHohe Festigkeit und Härte
ˌˌHohe Feuchtigkeitsaufnahme, die die meisten Kennwerte mehr oder weniger stark beeinträchtigt:
Zähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit
verbessern sich, während sich die übrigen mechanischen und elektrischen Kennwerte verschlechtern
ˌˌSehr gute Zähigkeit in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt
ˌˌSehr gute Chemikalienbeständigkeit, vor allem gegen
Laugen, Lösemittel und Treibstoffe
ˌˌSpannungsrissempfindlichkeit nur in sehr trockenem
Zustand
20
N
C
80
N
PEI
C
O
n
120
C
160
n
TECAMID 12
TECAMID 66
CH 3
O
C
O
CH 3
O
C
C
O
N
C
O
40
O [%]
O
• Dehnung
TECAMID 46 rotbraun
TECAMID
12
TECAMID
46 rotbraun
TECAMID
6
PEEK
TECAMID
6
TECAMID 66
C
C
C
PEEK
O
PAI(DIN-Bezeichnung)
PA
TECAMID (PA) gehört zur umfangreichen Gruppe der
Polyamide. Auf Basis von einem (z. B. PA 6, PA 11, PA 12)
oder mehreren Ausgangsstoffen (z. B. PA 66, PA 46, PA 610,
H durch
O
O
H H HPolykondensation eine Vielzahl
PA 612)
lassen
sich
C
C O C C C
O n
von einzelnen PolyamidenC mit
differenzierten EigenschafH H H H
ten herstellen. Polyamide zählen zu den wichtigsten techH H H H
O
O
nischen
Thermoplasten.
PBT
C
0
O
O
N
N
H
N
PAI
R
O
O
H
TECAMID
N
O
20
N
H
N
40
0
PA66
O
n
60
H
CH 2
C
n
PE
80
• Spannung [MPa]
H
PEC
H
C
N
CH 2
CH 3
O
CH 2
O
CH 3
O
PEI PA 46
Eigenschaften:
ˌˌTeilkristallin
ˌˌSehr hohe Temperaturbeständigkeit
ˌˌHohe Wärmeformbeständigkeit
O
im Vergleich zu
ˌˌSehr hohe
O Feuchtigkeitsaufnahme
C
n
anderen Polyamiden. Von dieser Eigenschaft werden
O
die meisten
mehr oder weniger stark
PEK Kennwerte
O
C
beeinträchtigt: Zähigkeit,
Kerbschlagzähigkeit
und
n
Verschleißfestigkeit verbessern sich, während sich die
PEK
übrigen
mechanischen und elektrischen Kennwerte
verschlechtern
Laugen, Lösemittel und Treibstoffe
Zustand
Eigenschaften: PA 12
ˌˌTeilkristallin
ˌˌMittlere Festigkeit und Härte
ˌˌMittlere Temperaturbeständigkeit
ˌˌSehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme im Vergleich
zu anderen Polyamiden
ˌˌSehr gute Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit
ˌˌSehr gute Chemikalienbeständigkeit, vor allem
gegen Laugen, Lösemittel und Treibstoffe
ˌˌSehr gute Spannungsrissbeständigkeit
CH 2
N
CH 2
Verstärkt
120
100
80
• Spannung [MPa]
60
40
20
0
0
5
10
• Dehnung [%]
TECAMID 66 CF 20
TECAMID
66 GF 30 sw
TECAMID
66 CF20
TECAMID 6 GF 30 sw
TECAMID 6 GF30 schwarz
15
20
TECAMID 66 GF30 schwarz
Werte
TECAMIDTECAMIDTECAMIDTECAMID
66646 12
(PA 6) (PA 66) (PA 46) (PA 12)
Tg [°C]
Dichte [g/cm3]
E-Modul [MPa]
Einsatztemperatur dauernd [°C]
45
47
72
37
1,14 1,15 1,191,02
3.300
3.500
3.300
1.800
100
100
130
110
Einsatztemperatur kurzzeitig [°C]
160
170
220
150
Untere Einsatztemperatur [°C]
–40
–30
–40
–60
9,5
8,5
12
1,5
Wasseraufnahme [%]
Erkennen
ˌˌBrennt mit blauer Flamme mit gelber Spitze,
rußt nicht oder nur schwach
ˌˌRiecht beim Brennen hornartig und tropft
schmelzend ab, zieht Fäden
ˌˌDichte leicht über 1 g/cm³,
schwimmt in gesättigter Salzlösung
ˌˌDurchscheinend bei dünneren Wanddicken
bzw. an Kanten
Anwendungsbeispiele
Die PA-Kunststoffe sind klassische Universalmaterialien
für den Maschinenbau und aufgrund ihrer hohen Zähigkeit und Verschleißfestigkeit sehr gute Gleitwerkstoffe.
PA-Bauteile sorgen für ruhigen, schwingungs- und geräuscharmen Lauf, mit Notlaufeigenschaften für partiellen
Trockenlauf.
Eher geeignet für Anwendungen in rauen Umgebungen,
bei denen auch größere Toleranzbreiten zulässig sind
(Achtung: Präzisionsteile lassen sich durch variable Wasseraufnahme weniger gut umsetzen).
TECAMID 6 (PA 6)
Unverstärkte Version, sehr zäh,
gut dämpfend, Wasseraufnahme
TECAM 6 MO (PA 6 MoS2 )
Universaltype, für Außeneinsatz,
Gleitanwendungen, verschleißfest
TECAMID 6 GF25
TECAMID 6 GF30 (PA 6 GF)
Faserverstärkt für Festigkeit und
Steifigkeit bei guter Zähigkeit
TECAMID 66 (PA 66)
härter und fester als PA 6
TECAMID 66 CF20 (PA 66 CF)
Kohlefaserverstärkt, hohe
Festigkeit, verbesserter UV-Schutz
TECAMID 66 GF30 (PA 66 GF)
Festigkeit, verbesserter UV-Schutz
für Freibewitterung
TECAMID 66 HI
(PA 66, Hitzestabilisator)
Wärmestabilisiert für dauerhaft
bessere thermische Beständigkeit
TECAMID 66 LA
(PA 66, Festschmierstoff)
Mit Gleitmittel für verbesserte
Gleiteigenschaften
TECAMID 66 MH (PA 66 MoS2 )
Erhöhte Verschleißfestigkeit, auch
für Außenanwendungen unter UV
TECAMID 66 X GF50 (PA 66 GF)
50 % GF hochverstärkt,
verbesserte Temperaturbestän
digkeit, schwarz
TECAMID TR (PA 6-3)
Amorph, transparent,
sehr gute elektrische Isolation
TECAMID 12 (PA 12)
Geringe Wasseraufnahme,
Kennwerte bleiben in
feuchter Umgebung stabil,
sehr gute elektrische Isolation,
gutes Reib-Gleitverhalten,
verschleißfest, dimensionsstabil
TECAMID 46 (PA 46)
Hochtemperatur-PA, rotbraun,
fast ausschließlich für Spritzguss
Zusammenfassung
PA 6 hat durch die relativ hohe, aber reversible Feuchtigkeitsaufnahme eine hohe Zähigkeit, die aber abhängig von
Klimabedingungen variiert.
PA 12 nimmt wenig Wasser auf, hat eine höhere Dimensionsstabilität und ist zäh und verschleißfest.
TECAMID TR ist transparent, neigt kaum zur Wasseraufnahme, ist gut elektrisch isolierend.
TECAMID 46 hat die höchste Zähigkeit und Wasseraufnahme, ist verschleißfest und verfügt über eine sehr hohe
Temperaturbeständigkeit.
21
PC
ABS
120
100
80
H
N
CH 2
x
C
H
60
n
• Spannung [MPa]
O
Strukturformel
PA 6 C
PA6
40
C
H
H
H
N
0
20
40
• Dehnung [%]
TECAGLIDE grün
TECAST
T
TECAGLIDE
grün
TECAST TM
TECAST TM
TECAST L
x
N
C
CH 2
y
C
O
O
O
O
O
PA 6 CC (DIN-Bezeichnung)
C
N
R
N
C
C
H
N
H
N speziellen
R
TECAST und TECARIM stellen aufgrund des
n
C
C
Herstellungsverfahrens eine besondere Gruppe
innerhalb
O
O
der Polyamide
dar. TECAST ist ein im Gießverfahren
durch
aktivierte anionische Polymerisation von Caprolactam herPAI
gestelltes Polyamid 6. Der Polyamid-Guss-Werkstoff verfügt über eine hohe Festigkeit und Steifigkeit, außerdem
über gute Abriebfestigkeit, besonders gegen Gleitpartner
mit rauer Oberfläche. Modifikationen durch Füllstoffe,
Additive und Gleitzusätze sind möglich. TECARIM nimmt
innerhalb dieser Gruppe eine Sonderstellung ein, da hier
zudem
nochO Elastomeranteile
als Block-Copolymer polyH H H H
O
merisiert
werden.
C
C O C C C
C O n
H
H
O
C
n
PEEK
PA66
H
80
O
n
TECAST
TECARIM
O
60
TECAST T
TECAST L
H
CH 2
O
PBT
n
PE
20
0
TECARIM (PA + Elastomer)
H
C
H
O
CH 3
Eigenschaften: CTECAST T, TECAST L, TECAGLIDE
O
C
O
N
ˌˌTeilkristallin
CH 3
C
etwas über 1 g/cm³
ˌˌNiedrige Dichte,
O
und Härte
ˌˌHohe Festigkeit
PEI
ˌˌHohe Feuchtigkeitsaufnahme, die die meisten
Kennwerte mehr oder weniger stark beeinträchtigt:
Zähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit verbessern sich, während sich die übrigen
mechanischen und elektrischen Kennwerte
verschlechtern
O
O
C
Laugen, Lösungsmittel undn Treibstoffe
PEK
Zustand
Eigenschaften: TECARIM
ˌˌHoch belastbares Polyamid-6-Block-Copolymer
ˌˌZähmodifikation von PA 6 C durch Elastomerzusatz
ˌˌAusgewogene Zähigkeit und Steifigkeit
ˌˌFertigung im RIM-Verfahren
(Reaction Injection Moulding)
ˌˌRobuste, abriebfeste Bauteile für extreme
Beanspruchung
ˌˌExtrem hohe Schlagzähigkeit, auch bis – 40 °C
ˌˌGutes Abrieb- und Verschleißverhalten
ˌˌHohe Energie- und Stoßabsorption
ˌˌKein Sprödbruch bei Druck- und Schlagbelastung
ˌˌSpannungsarme und verzugsfreie Bauteile
22
CH 2
N
CH 2
Werte
T g
TECAST T
(PA 6 C)
TECARIM
(PA 6 C)
40 °C
53 °C
1,15 g/cm3
1,11 g/cm3
3.500 MPa
2.200 MPa
100 °C
95 °C
170 °C
160 °C
-40 °C -50 °C
Dichte
E-Modul
Erkennen
ˌˌBrennt mit blauer Flamme mit gelber Spitze,
rußt nicht oder nur schwach
ˌˌRiecht beim Brennen hornartig und tropft
schmelzend ab, zieht Fäden
ˌˌDichte leicht über 1 g/cm³, schwimmt in gesättigter
Salzlösung
ˌˌDurchscheinend bei dünneren Wanddicken
bzw. an Kanten
TECAST T (PA 6 C)
Basistype, zähhart,
sehr gut zerspanbar
TECAGLIDE grün
(PA 6 C, Festschmierstoff)
Guss-PA 6, Gleitmodifizierung
für sehr geringe Reibung
TECAST L (PA 6 C, Öl)
Gleitmodifiziert
TECAST L gelb (PA 6 C, Öl)
Gleitmodifiziert, gelb
Anwendungsbeispiele
Seil- und Führungsrollen, Kettenführungen, Gleitschienen.
Die einstellbare hohe Zähigkeit von TECAST T wird bei
Dämpfungsplatten für Schlag- und Vibrationshämmer in
der Rammpfahlmontage genutzt; Großzahnräder eher für
die Bewegungsübertragung als für die Leistungsüber
tragung.
TECARIM wird aufgrund der hohen Zähigkeit auch bei
niedrigen Temperaturen in der Wintertechnik verwendet
(Kettenauflagen, Kettenpuffer für Bulldozer); Entlastungsblöcke für Großwerkzeuge zum Stanzen, Tiefziehen in der
Automobilproduktion, weiße Ware, Werkzeugbaufirmen
Zusammenfassung
PA 6 hat durch die relativ hohe, aber reversible Feuchtigkeitsaufnahme eine hohe Zähigkeit wobei TECAST T sogar
eine höhere Kristallinität und bessere Zerspanbarkeit aufweist als PA 6.
TECAST L und TECAGLIDE sind speziell gleitmodifizierte
Typen für verbesserte Gleitreibungseigenschaften und reduzierten Verschleiß.
TECARIM ist mit mehreren Typen in weiten Bereichen
variierbar (in Festigkeit, Kriechfestigkeit und Zähigkeit von
zähelastisch bis hart).
TECAST TM (PA 6 C, MoS2 )
Mit MoS2, verbesserte
Verschleißfestigkeit,
außen einsetzbar unter UV
TECARIM 1500 gelb
(PA 6 C, Elastomer)
Signalfarbe gelb, hohe Zähigkeit,
hohe Kälteschlagzähigkeit
TECAST L schwarz (PA 6 C, Öl)
Gleitmodifiziert, schwarz,
auch für Freibewitterung
23
N
H
O
O
S
100
C
n
O
n
H
O
80
PES
O
O
C
C
O
H
H
H
H
C
C
C
C
H
H
H
H
O
POM-H
O
60
n
O
C
n
40
O
O
C
C
O
H
H
C
C
H
H
O
n
O
O
O
O
C
C
C
C
C
N
N
C
O
n
-R
N
O
C
40
50
TECAPET
CH 3
N
C
H
C
10 n
20
30
H CH 3
• Dehnung [%]
TECAPET TF
TECADUR
GF 30
TECAPET
PBT GF30 PPTF PBT TECADUR
TECAPET
0
O
O
H
0
TECADUR
TECAPET
C
20
n
Strukturformel PET
PET
-R
PEK
• Spannung [MPa]
Strukturformel
PBT
PBT
m
O
C
O
PI
PET, PBT (DIN-Bezeichnung)
Polyethylenterephthalat (PET) wird durch eine Polykondensationsreaktion aus Terephthalsäure und Ethylenglykol hergestellt. PET gehört zur Gruppe der thermoplastischen linearen Polyester und umfasst TECAPET und die
H H
daran
angelehnte Sondertype TECADUR PET. Eine weitere
C
C
n
TypeCHistHdas in den Eigenschaften zu PET ähnliche, gerin2
ger fest,
aber besonders zäh und abriebfeste TECADUR
CH
CH 3
H 3C
PBT.
TECADUR PBT ist aufgrund dieser Eigenschaften deutlich
PMP
besser mit Fasern zu modifizieren als PET und deshalb
meist faserverstärkt verfügbar (TECADUR PBT GF30).
n
CH 3
PPO > PPE?
Eigenschaften
ˌˌTeilkristallin
ˌˌRelativ hohe Dichte
ˌˌGute Zähigkeit, Federsteifigkeit
ˌˌSprödes Verhalten bei tiefen Temperaturen
unter null Grad
ˌˌGute Festigkeit, hohe Härte und Steifigkeit
abriebfest
ˌˌSehr gutes Gleitreibverhalten,
S
n
ˌˌGute Chemikalienbeständigkeit,
vorzugsweise gegen verdünnte Säuren
PPS
ˌˌGute Temperaturfestigkeit
ˌˌGeringe Wärmeausdehnung
ˌˌSehr gute Formstabilität
ˌˌHydrolyseempfindlich gegen Heißwasser und Dampf
ˌˌSehr gute Elektroisoliereigenschaften
Werte
TECADUR
TECADUR PET
TECAPET
PBT GF30
(PET)
(PET)
(PBT GF)
Tg
24
81 °C
81 °C
60 °C
Dichte
1,39 g/cm 1,36 g/cm 1,46 g/cm3
E-Modul
3.300 MPa 3.100 MPa
3.400 MPa
3
3
110 °C
110 °C
110 °C
170 °C
170 °C
200 °C
Untere Einsatztemperatur (zunehmende Versprödung)
–20 °C
–20 °C
–20 °C
Erkennen
ˌˌFarbe weiß, gedeckt, intensiver als POM
ˌˌBrennt leuchtend gelb
ˌˌRußt stark
ˌˌRiecht bei thermischer Zersetzung typisch süßlich,
reizend
TECADUR PET (PET)
Basistype unverstärkt
TECAPET (PET)
Für bessere Zerspanung
modifiziert
TECAPET schwarz (PET)
Für den Außeneinsatz
mit UV-Schutz verbessert
TECADUR PBT GF30 (PBT GF)
Glasfaserverstärkt,
für Anforderungen an hohe
Festigkeit, Steifigkeit
und Präzision
TECAPET TF (PET TF)
Mit PTFE-Zusatz als
Gleitreibungstype eingestellt
Anwendungsbeispiele
Gleitteile wie Lagerbuchsen, Rollen, Gleitleisten, sehr gute
Eignung für Schnappeffektmontagen, Elektroisolierteile,
Bauteile mit Kaltwasserkontakt, diverse Vorrichtungsteile
mit Gleiteffekt, kratzfeste hochglänzende Sichtteile, technischer Kunststoff für universelle Anwendungen, Bauteile
für lebensmitteltechnische Anlagen.
Zusammenfassung
Produkte auf Basis von PET kommen dann zum Einsatz,
wenn Wasseraufnahme unerwünscht und Dimensionsstabilität in Verbindung mit Festigkeit gefordert ist. Geringere
Wasseraufnahme und geringere Wärmeausdehnung als
bei PA und POM prädestinieren PET für formstabile Präzisionsbauteile mit minimaler Umgebungsabhängigkeit. Bei
Einsatz im Lebensmittelbereich spielt die Beständigkeit
gegen typische Reiniger eine entscheidende Rolle. PET ist
gegen verschiedene Reinigersäuren besser beständig als
POM und PA, verträgt aber umgekehrt basische Reiniger
(Natronlauge) nicht gut.
Der Werkstoff TECAPET ist eine spezielle Modifizierung
mit verbesserter Zähigkeit, verbessertem Gleitreibungs
verhalten bei etwas reduzierter Festigkeit und vor allem
mit besserer Zerspanbarkeit.
TECAPET schwarz ist die schwarz eingefärbte Version, mit
verbessertem UV-Schutz für Außenanwendungen.
TECAPET TF ist eine verbesserte Gleitreibvariante mit
polymerem Festschmierstoffzusatz.
TECADUR PBT GF30 ist die glasfaserverstärkte Modifikation auf Basis des verwandten, aber deutlich zäheren PBT
für hohe Festigkeitsanforderungen, hohe Steifigkeit, ge
ringe Wasseraufnahme, geringe Wärmeausdehnung und
damit besonders für Strukturbauteile mit hoher Präzision
in Elektrotechnik, Feinmechanik und im Maschinenbau
geeignet. Das ohnehin steife PET könnte mit Glasfasern
wegen der dann sehr hohen Sprödigkeit nicht mehr ohne
Schaden verarbeitet werden.
25
100
80
60
CH 3
C
• Spannung [MPa]
40
O
O
C
O
n
20
O
0
O 20
O
C 40
• Dehnung [%]
TECANAT
TECANAT GF
30
TECANAT TECANAT
GF30
CH 3
TECANAT
H
C
C
H
H
S
Eigenschaften
O
Temperaturen
ˌˌGute Festigkeit und Härte
PEI
ˌˌSehr gute Kriechfestigkeit
ˌˌBeibehaltung der Steifigkeit in einem weiten
Temperaturbereich
ˌˌSehr hohe Maßhaltigkeit
ˌˌModerate Chemikalienbeständigkeit,
empfindlich gegen Lösungsmittel und Laugen
O
26
C
100
n
O
n
O
ˌˌAmorph
ˌˌSehr hohe Transparenz
Dichte
ˌˌNiedrige
O
CH 3
ˌˌGuteC Temperaturbeständigkeit
O
C
O
gute Zähigkeit
ˌˌSehr
N
CH 3
ˌˌSehrC hohe Schlagzähigkeit, auch bei niedrigen
PEK
80
C
O
n
PE
PC (DIN-Bezeichnung)
Polycarbonat (PC) wird durch die Umsetzung von Bisphenol A mit Phosgen hergestellt und gehört zur Gruppe der
linearen thermoplastischen Polyester. Aufgrund des geringen Kristallisationsgrades zeigt PC eine hohe Transparenz.
Der Kunststoff zeichnet sich durch hohe Festigkeit, Steifigkeit und Härte sowie sehr gute Schlagzähigkeit aus. Im
O
Gegensatz
zur
geringen
chemischen Beständigkeit sind
O
O
C
n
Polycarbonate sehr widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse wie Witterung oder UV-Strahlung.
PEEK
O
60
PEKEKK
Strukturformel PC
PC
H
O
O
0
C
PES
ˌˌNeigung zur Spannungsrissbildung
ˌˌKerbempfindlich
ˌˌUngeeignet für hohe mechanische Belastungen
ˌˌHydrolyseempfindlich (gegen dauerhaft heißes Wasser
und vor allem gegen Heißdampf)
ˌˌNiedriger dielektrischer Verlustfaktor
O
H H
ˌˌGutes elektrisches
O Isolationsvermögen
C
C
O
C
C O
ˌˌSehr gute Witterungsbeständigkeit
n
H
Werte
H
PET
T g
Dichte
CH 2
147 °C
1,19 g/cm 1,42 g/cm3
2.200 MPa 4.400 MPa
O
O
O
C
C
C
C
-R
N
UnterenEinsatztemperatur C
(zunehmende Versprödung)
O
Erkennen
PI
120 °C
140 °C
N
–60 °C n
CH 2 H
H 3C
CH
PMP
CH 3
120 °C
140 °C
-R
N
–40 °C
O
C
N
C
C
C
O
O
O
ˌˌFarblos
ˌˌHoch transparent
ˌˌBrennt leuchtend gelb, rußt stark
ˌˌRiecht süßlich, reizend
H H
ˌˌDichte > 1 g/cm³, schwebt in Salzlösung
C
C
n
schnell angegriffen,
ˌˌWird durch Lösemittel
Trübung auf der Oberfläche
n
149 °C
O
N
TECANAT GF30
(PC GF)
3
E-Modul
CH 2
TECANAT
(PC)
m
TECANAT (PC)
TECANAT MT (PC)
Spezialtype natur für die
TECANAT GF30 (PC GF)
Festigkeit und Steifigkeit,
Maßstabilität
Anwendungsbeispiele
Bereiche, in denen es auf hohe Transparenz und gute
mechanische Eigenschaften wie Schlagzähigkeit, Festigkeit und Dimensionsstabilität ankommt, z. B. Elektro- und
Apparateteile, CDs und DVDs. Brillengläser und optische
Linsen, Leuchtenabdeckungen, Schaugläser in der Lebensmitteltechnik oder Mineralölverarbeitung. Außerdem
Streuscheiben von Autoscheinwerfern, Flugzeugfenster,
Schutzscheiben, einbruchhemmende Verglasungen, Unterwassergehäuse für Kameras, Verglasungen für Wintergärten und Gewächshäuser, Solarpanels, Abdeckungen,
Verpackungen, Kofferhüllen, Schutzhelme und Visiere.
Darüber hinaus als Gehäusematerial geeignet für Kameras, Handys, Laptopmodelle und andere Gehäuse sowie
langlebige Ausweisdokumente.
Spezielle PC-Typen sind Ausgangsmaterial für eine Vielzahl medizinischer Einmalprodukte.
Zusammenfassung
Polycarbonat weist im Vergleich zu den anderen Konstruktionskunststoffen eine sehr gute Schlagzähigkeit und
Kälteschlagzähigkeit sowie eine außergewöhnliche Transparenz auf. Aufgrund der hohen Härte ist PC wenig kratzanfällig und behält dadurch in der Anwendung lange seine
Transparenz bei. Hierdurch hebt es sich von den anderen
Werkstoffen ab und findet in einer Vielzahl von Bereichen
Anwendung.
Die glasfaserverstärkte Type TECANAT GF30 eignet sich
durch ihre erhöhte Festigkeit und Zähigkeit vor allem für
Elektroisolierteile sowie Bau- und Gehäuseteile mit hohen
Anforderungen an die Dimensionsstabilität, Festigkeit und
Schlagzähigkeit. Faserverstärktes PC weist im Gegensatz
zur unmodifizierten Type keine Transparenz auf, sondern
ist gräulich opak.
Die Spezialtype TECANAT MT ist für Einmalanwendungen
in der Medizinbranche geeignet. Das hochtransparente
Material hat jedoch eine äußerst geringe Heißdampfbeständigkeit – bereits wenige Sterilisations- und Reinigungszyklen haben erhebliche Einflüsse auf das Material (Spannungsrissbildung, Vergilbung, Versprödung).
27
F
F
C
C
F
F
80
n
60
PTFE
F
C
F
F
n
Strukturformel PTFE
PTFE
H
F
C
C
H
F
n
F
C
C
H
F
20
0
0
5
10
15
20
• Dehnung [%]
TECAFLON PVDF (?)
Strukturformel PVDF
PVDF
H
40
• Spannung [MPa]
F
C
TECAFLON PVDF
n
PVDF
TECAFLON
PVDF, PTFE (DIN-Bezeichnung)
Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Polytetrafluorethylen
(PTFE) gehören zur Gruppe der chemisch hoch beständigen Fluorthermoplaste. Das chemisch höchst beständige
PTFE lässt sich wegen des hohen Molekulargewichts nicht
schmelztechnisch, sondern nur durch Pressen und Sintern
zu Halbzeugen verarbeiten. PVDF kann durch Extrudieren
umgeformt werden.
Eigenschaften: PVDF
ˌˌHohe Dichte
ˌˌFest und zäh
ˌˌGeringe Kältezähigkeit
ˌˌHydrolysebeständig
ˌˌHoher dielektrischer Verlustfaktor, polar,
nicht für Hochfrequenzanwendungen geeignet
ˌˌHohe Beständigkeit gegen UV-Strahlung
ˌˌPVDF ist deutlich widerstandsfähiger gegen
energiereiche Strahlung als alle anderen
Fluorthermoplaste
ˌˌInhärent flammwidrig, selbstverlöschend
ˌˌStark toxische Gasentwicklung im Brandfall
28
Eigenschaften: PTFE
ˌˌSehr hohe Kristallinität
ˌˌHöchste Dichte aller Polymere
ˌˌSehr zäh, bis in tiefe Temperaturen
ˌˌGeringe Festigkeit und Härte
ˌˌWenig stabil gegen Kriechen
ˌˌAußerordentlich gute Chemikalienbeständigkeit,
auch gegen oxydierende Säuren
ˌˌHydrolysebeständig
ˌˌKeine Spannungsrissbildung
ˌˌHohe Temperaturbeständigkeit, aber geringe
Formbeständigkeit unter Temperatur
ˌˌAntiadhäsive Eigenschaften, sehr gutes Gleitverhalten,
kein Stick-Slip-Verhalten
ˌˌHohe Beständigkeit gegen UV-Strahlung
ˌˌSehr empfindlich gegen energiereiche Strahlung
(Gamma und Röntgen)
ˌˌNicht klebbar mit herkömmlichen Mitteln
ˌˌSehr geringer dielektrischer Verlustfaktor
(RAM-extrudierte Produkte haben wegen geringerer
Gefügedichtheit u. U. geringere Durchschlagsfestigkeit
unter Hochspannung )
ˌˌBrandgase sind fluorhaltig, stark toxisch
Werte
T g
TECAFLON PVDF TECAFLON PTFE
(PVDF)(PTFE)
–40 °C
–20 °C
Dichte
1,78 g/cm3
2,15 g/cm3
E-Modul
2.200 MPa
700 MPa
150 °C
260 °C
150 °C
260 °C
–30 °C –200 °C
(Ausnahmen
bis zu –270 °C)
Erkennen: PVDF
ˌˌLässt sich schwer entflammen
ˌˌErlischt nach Entfernen der Flamme
ˌˌRiecht reizend
ˌˌHohe Dichte (subjektiv feststellbar)
ˌˌKann mit Fingernagel kaum geritzt werden
Erkennen: PTFE
ˌˌStrahlend weiß, gedeckt
ˌˌLässt sich nicht entflammen
ˌˌBrennt nicht
ˌˌReizender Geruch
ˌˌHohe Dichte (subjektiv feststellbar)
ˌˌWeich, leicht verformbar, mit Fingernagel leicht ritzbar
Anwendungsbeispiele
PTFE ist der am weitesten verbreitete und wichtigste Fluorkunststoff mit den umfangreichsten Anwendungsgebieten:
Chemischer Anlagenbau, Lebensmittel- und Pharmatechnologie. Gleitanwendungen unter hoher chemischer Belastung werden vorzugsweise mit PTFE realisiert.
PVDF ist prädestiniert für den chemischen Anlagenbau mit
höheren mechanischen Belastungen bei erhöhten Temperaturen, Ventile, Filterplatten, Armaturen, Rohrleitungen,
Spezialtypen für Reinstwasseranlagen.
Zusammenfassung
Bei der Dimensionsbestimmung von PTFE-Teilen muss
auf die extreme Erhöhung des Wärmeausdehnungskoef
fizienten durch Gefügeumwandlung im Bereich von etwa
18 °C bis 20 °C geachtet werden. Die Maße sollten im Bereich um ca. 23 °C definiert werden.
PVDF hat eine höhere Festigkeit, bei 150 °C noch etwa
ebenso hohe Festigkeitswerte wie PTFE bei Raumtemperatur. PVDF hat eine geringere chemische Beständigkeit als
PTFE.
Die Verstärkung von PVDF und PTFE mit Glasfasern ist
wegen möglicher thermischer Abbaureaktionen mit Gasfreisetzung und Verpuffung nur unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen und Verwendung ausgewählter Addi
tive zu empfehlen.
TECAFLON PVDF ELS
(PVDF, Leitruß)
Elektrisch leitfähig
29
O
O
O
O
C
C
O
160
C
O
n
H
H
C
C
H
H
O
C
n
H
H
PET120
PEEK
PP
O
CH 3
C
O
N
C
CH 3
C
O
CH 2
N
n
CH 2
• Spannung [MPa]
80
-R
40 O
O
O
O
O
C
C
C
C
C
C
C
N
N
0
O
C
0
10
O
• Dehnung [%]
C
20
O
n
-R
30
N
N
O
40
m
O
TECAPEI
PEI
Strukturformel PEI
PI
TECAPEI
PEK
C
n
PEI (DIN-Bezeichnung)
Polyetherimid (PEI) ist ein amorpher, thermoplastischer
Kunststoff mit hoher mechanischer Festigkeit und Steifigkeit. Aufgrund seiner Eigenschaften ist PEI den Polyarylsulfonen (PSU, PPSU) sehr nahe, gehört aber der Gruppe
der thermoplastischen Polyimide an. Der Werkstoff zeigt
über einen weiten Temperaturbereich eine bemerkenswert
hohe Kriechfestigkeit. Zudem weist PEI eine hohe Dauer
gebrauchstemperatur auf. Die jeweils sehr gute Hydrolysebeständigkeit und Dimensionsstabilität runden das Eigenschaftsprofil ab. PEI ist aufgrund seiner amorphen
Molekülstruktur transparent und hat einem goldgelben
Farbton.
30
H
H
C
C
PPO
n
CH 2 H
O
O
TECAPEI
H 3C
CH
CH 3
PMP
Eigenschaften
ˌˌAmorph
ˌˌTransparent bei dünnen Wandstärken
und polierter Oberfläche
ˌˌNiedrige Dichte
ˌˌHohe Festigkeit, Härte und Steifigkeit
ˌˌGute Zähigkeit
ˌˌDimensionsstabil
ˌˌVorsicht bei starken Lösungsmitteln,
Spannungsrissbildung möglich
ˌˌHeißdampf- und hydrolysebeständig
ˌˌNiedriger dielektrischer Verlustfaktor,
Eignung für Hochfrequenzanwendung
ˌˌDurchlässig für Mikrowellen und beständig dagegen
ˌˌHoher Sauerstoffgrenzindex
ˌˌSehr geringe Energiefreisetzung und
geringer Anteil toxischer Gase im Brandfall
ˌˌGut zerspanbar
PPS
Werte
TECAPEI (PEI)
Tg
216 °C
Dichte
1,28 g/cm3
E-Modul
3.200 MPa
170 °C
200 °C
(zunehmende Versprödung)
–50 °C
Erkennen
ˌˌFarbe transluzent, bernsteinfarbig
ˌˌErlischt langsam nach Entfernen der Flamme
ˌˌLöslich in Methylenchlorid
TECAPEI (PEI)
Unverstärkte Basistype, Eignung
für den Lebensmittelkontakt
TECAPEI MT (PEI)
Spezialtype für die Medizintechnik
mit Biokompatibilität
Anwendungsbeispiele
Lebensmittel- und Pharmaanlagen, Chemie- und Laborausrüstungen, Steckerbauteile, Lampenfassungen, Lötrahmen, Spezialtype für Luft- und Raumfahrt, Elektrotechnik,
für Hochfrequenztechnik-Antennenträger, Spulenkörper,
Mikrowellenausrüstungen, Mikroelektronik, Testadapter
Zusammenfassung
Die amorphen Hochtemperaturkunststoffe PEI, PPSU,
PES und PSU haben im Allgemeinen sehr ähnliche Eigenschaftsbilder; sie unterscheiden sich hauptsächlich durch
die thermischen Werte der Gebrauchstemperaturen und
die Glasübergangstemperatur. Dabei hat PEI aber deutlich
höhere mechanische Kennwerte in Bezug auf Festigkeit,
Steifigkeit und Härte als die Polysulfone. Zusätzlich hat
PEI die geringste Wärmeentwicklungsrate im Brandfall,
ein für die Luft- und Raumfahrt sehr wichtiges Kriterium.
Mit seinen Spezialtypen ist PEI für diese Branchen ein unentbehrlicher Hochtemperaturkunststoff.
TECAPEI GF30 (PEI GF)
Verarbeitung zu Sonderprodukten,
glasfaserverstärkt für sehr hohe
Festigkeit, Metallersatz
31
N
CH
O3
C
C
CH 3
O
O
O
O
C
O
H
O
S
O
C
O
100
n
C
n
H
O
l
H
80
PEKEKK
Strukturformel PSU
PSU
H
C
C O
H
H
m
n
POM-C
60
O
O
S
S
O
O
n
Strukturformel PPSU
PPSU
F
C
F
F
O
C
S
n
F
O
H
C
C
20
H
0
C O
n
20
40
60
H
• Dehnung [%]
TECASON S
TECASON
sw
TECASON
S P MT
TECASON
P MT schwarz
0
n
O
Strukturformel PES
PES
PTFE
H
40
• Spannung [MPa]
O
80
POM-H
n
H
PS
TECASON S, P, E
OH
CC
H
n
C
F
H
O
F
n
C
O
C
H
H
H
C
C
C
H
CH 3
O
n
H
PET
PVDF
PSU, PPSU, PES (DIN-Bezeichnung)
Polyarylsulfone
(PSU, PPSU, OPES) sind eine Familie von
CH 3
O
S und polaren
C
O amorphen
thermoplastischen,
Polymeren.
n
CH 3
O
Aufgrund ihrer amorphen Molekülstruktur sind PolyarylO
sulfone lichtdurchlässig
undOweisen eine gelblich-bräunliO
O
PSU O
C
che (bernsteinfarbene)
Transparenz
auf. Auch
C bei höheren
C
C
C
-R
N
N
-R
N
Temperaturen
zeigen diese Materialien
eine
hohe Festig-N
n
C
C
C
C
keit und Stabilität.
O
O
O
O
Polyphenylsulfon (PPSU) vereint eine hohe Schmelztemperatur mit einer recht geringen Wasseraufnahme. Zudem
PI
hat dieses Polymer eine bessere Schlagzähigkeit und
chemische
Beständigkeit als PSU und PES aus der Gruppe
F F
C
derC Polysulfone.
Neben diesen Eigenschaften zeigt PPSU
n
F
F
im Vergleich zu den weiteren Vertretern dieser Kunststoffklasse eine deutlich bessere Heißdampfsterilisierbarkeit
PTFEH H
und Beständigkeit gegen Reinigungs- und DesinfektionsC
C
mittel. n
CH 2 H
Zu den
hervorstechenden Eigenschaften von Polysulfon
CH
CH 3
H 3C
(PSU) gehört
neben der hohen Dauergebrauchstemperatur
eine bemerkenswert hohe Kriechfestigkeit über einen weiPMP
ten Temperaturbereich. Die hohe Dimensionsstabilität
und
sehr gute Hydrolysebeständigkeit runden das Bild ab.
H F
DieC Eigenschaften
von Polyethersulfon (PES) ähneln deC
n
H
F
nen von PSU. PES weist eine hohe mechanische Festigkeit
und Steifigkeit bei einer relativ geringen KerbempfindlichPVDF
keit auf. Zudem zeigt PES eine gute chemische Beständigkeit und Hydrolysebeständigkeit. Im Vergleich zu PSU verfügt PES über eine bessere chemische Beständigkeit und
eine höhere Schlagzähigkeit.
32
H
n
PP
Eigenschaften
ˌˌAmorph
ˌˌTransparent bei dünnen Wandstärken und
polierter Oberfläche
ˌˌNiedrige Dichte
Härte und Steifigkeit
ˌˌHohe Festigkeit,
CH 3
Gute
Zähigkeit
ˌ
ˌ
m
O
n
CH 3
Wasseraufnahme
ˌˌSehr geringe
PPO > PPE?
ˌˌGute Dimensionsstabilität
ˌˌVorsicht bei starken Lösungsmitteln,
Spannungsrissbildung möglich
ˌˌHeißdampf- und hydrolysebeständig
ˌˌNiedriger dielektrischer Verlustfaktor
ˌˌDurchlässig und sehr gut beständig gegenüber
Mikrowellen, gut für Hochfrequenzanwendungen
S
n
ˌˌGut zerspanbar
PPS
Werte
T g
TECASON P
TECASON S
(PPSU)(PSU)
218 °C
188 °C
Dichte
1,31 g/cm³
(kann farbbedingt
abweichen)
1,24 g/cm³
E-Modul
2.300 MPa
2.700 MPa
170 °C
160 °C
190 °C
180 °C
–50 °C –50 °C
(Ausnahmen
bis zu –100 °C)
Erkennen
ˌˌFarbe transluzent, bernsteinfarbig,
mit steigender Glasübergangstemperatur
dunkler werdend bei PPSU
ˌˌSchwer entflammbar
ˌˌBrennt leuchtend gelb, rußende Flamme
ˌˌErlischt langsam nach Entfernen der Flamme
ˌˌStechender Geruch
ˌˌLöslich in Methylenchlorid
TECASON P MT farbig (PPSU)
Spezialtype in diversen Farbtönen
für die Medizintechnik, geprüfte
Biokompatibilität, Eignung für den
Lebensmittelkontakt
TECASON P VF (PPSU)
für Tiefziehprodukte kalandriert,
transparent und gedeckt
eingefärbt
TECASON P MT XRO farbig (PPSU)
Spezialtype für die Medizintechnik,
biokompatibel, röntgenopak
TECASON S (PSU)
kompatibel für den Lebensmittelkontakt
TECASON E GF30 (PES GF)
PES GF Sonderproduktion,
vorzugsweise für den Spritzguss,
glasfaserverstärkt für hohe
Festigkeit, Elektrobauteile,
flammgeschützt
Anwendungsbeispiele
PPSU vorzugsweise in der Medizintechnik für die Gelenkprothetik als Anpassungsmodelle, Gerätehandgriffe, Sterilisier- und Lagercontainer, Lebensmittel- und Pharma
anlagen.
PSU für Chemie- und Laborausrüstungen, Steckerbauteile,
Lampenfassungen, Elektrotechnik, für Hochfrequenztechnik-Antennenträger, Spulenkörper, Mikrowellenausrüstungen, Mikroelektronik, Testadapter.
PES GF bevorzugt im Spritzguss für hochfeste, steife und
präzise Elektroteile mit Flammschutz.
Zusammenfassung
PES ist durch die Produktweiterentwicklung des PPSU
in den Hintergrund gedrängt worden und heute nur bei
speziellen Produkten von Bedeutung. Die typischen Eigenschaftsprofile der drei amorphen Polysulfon-Kunststoffe
(PSU, PPS, PES) sind sehr ähnlich. Unterschiede bestehen
vor allem in den Glasübergangstemperaturen und Gebrauchstemperaturbereichen. Die Festigkeitswerte, Zähigkeit und chemischen Beständigkeiten weichen nur im
Detail voneinander ab. Auch im Vergleich mit PEI gibt es
Überschneidungen, jedoch bietet dieses deutlich höhere
mechanische Kennwerte (Festigkeit, Steifigkeit und Härte)
sowie eine herausragende sicherheitsrelevante Eignung
für die Luftfahrt.
PES verhält sich – bedingt durch die relativ hohe Wasseraufnahme – beim Heißdampfsterilisieren mit Vakuumphase häufig problematisch (Rissbildung).
PPSU ist neben PEEK ein sehr wichtiger Kunststoff für die
Medizintechnik, u. a. in den Geräten der bildgebenden
Diagnostik, OP-Ausstattung und Orthopädietechnik für
Gelenkprothetik.
33
CH 3
m
O
100
n
CH 3
80
PPO > PPE?
F
F
C
C
F
F
n
PTFE
60
40
• Spannung [MPa]
N
S
20
H
0
C
5n
H
• Dehnung [%]F
TECATRON GF 40
TECATRON
PVX
TECATRON
GF40 0
n
Strukturformel PPS
PPS
F
C
PVDF
10
15
20
TECATRON PVX
TECATRON
PPS (DIN-Bezeichnung)
Polyphenylensulfid (PPS) ist ein teilkristalliner, thermoplastischer Kunststoff. Durch die chemische Struktur ist
PPS ein sehr widerstandsfähiges Polymer mit sehr hoher
Festigkeit und Härte auch in hohen Temperaturbereichen.
Neben einer geringen Wasseraufnahme verfügt es auch
über eine gute Dimensionsstabilität und zeigt hervorragende elektrische Eigenschaften. Zudem ist PPS auch bei erhöhten Temperaturen chemisch sehr beständig. Im
Halbzeugbereich ist PPS fast ausschließlich in faserverstärkter Form am Markt verfügbar.
Eigenschaften
ˌˌHohe Kristallinität
ˌˌHohe Dichte
ˌˌHohe Festigkeit, Steifigkeit und Härte
ˌˌSehr gute Chemikalienbeständigkeit,
auch bei erhöhten Temperaturen
ˌˌHerausragende Lösungsmittelbeständigkeit
ˌˌHydrolysebeständig, nicht spannungsrissempfindlich
ˌˌIn faserverstärkter Version sehr maß- und formstabil
ˌˌHohe Strahlenbeständigkeit gegen Gammaund Röntgenstrahlung
ˌˌSehr gute elektrische Isolationseigenschaften
ˌˌGeringe Fremdionenanteile bei Spezialtypen
Werte
T g
34
TECATRON
(PPS)
TECATRON GF40
(PPS GF)
97 °C
93 °C
Dichte
1,36 g/cm
3
1,63 g/cm3
E-Modul
4.100 MPa
6.500 MPa
230 °C
230 °C
260 °C
260 °C
Untere Einsatztemperatur (zunehmende Versprödung)
–20 °C
–20 °C
Erkennen
ˌˌFarbe beige / natur, zeigt unter UV-Einwirkung
schnell braune, abgegrenzte Schattierungen
ˌˌRiecht schwefelig, nach faulen Eiern
ˌˌHarter, heller Klang beim Aufprall
Anwendungsbeispiele
Strukturbauteile für chemische Umgebung, Ventile, Filtergehäuse, Pumpen- und Armaturenbauteile, Pumpenlaufräder, Gleitbauteile unter Temperatur- und Chemikaliensowie Heißwassereinfluss, Walzenlagerungen für Durchlauftrockner, Elektrobauteile, Stecker, Gehäuse, Spulenkörper, Lampengehäuse, unverstärkte Spezialtype mit hoher
Fremdionenreinheit für die Halbleiterproduktion
TECATRON (PPS)
Basistype, nur für Sonderanwendungen
TECATRON GF40 (PPS GF)
Glasfaserverstärkt für sehr hohe
Festigkeit und Steifigkeit
TECATRON GF40 schwarz
(PPS GF)
Glasfaserverstärkt, schwarz
eingefärbt, verbesserter UV-Schutz
für Außenanwendungen und
farbstabile Produkte
TECATRON PVX (PPS CS CF TF)
Gleitmodifizierte Spezialtype
für Gleitanforderungen unter
hohen Temperaturen, Lasten
und Chemikalien- oder Dampf
einwirkung
Zusammenfassung
Der Einsatz von TECATRON-Werkstoffen ist häufig ein geeigneter Kompromiss, wenn die Leistungsparameter von
PA 66 GF30 den Rand des Leistungsvermögens erreichen
und die Umsetzung mit PEEK-Werkstoffen das Kostenlimit
treibt. So wird in der Automobilindustrie hauptsächlich bei
Anwendungen im Motorraum häufig PPS eingesetzt, wenn
PA 66 GF30 keine ausreichenden Eigenschaften mehr bietet. Die hohe Lösungsmittelbeständigkeit im oberen Temperaturbereich gehört neben der hohen Werkstofffestigkeit
und Dimensionsstabilität zu den herausragenden Merk
malen von PPS.
35
N
PI
PEI
160
O
O
O
C
120
O
O
C
O
C
C
O
CH 3
CH 2
O
N
O
C
O
CH 2
• Spannung [MPa]
O
C
40
0
n
n
O
n
S
O
C
O
-R
H
C
C
H
H
O
n
n
CH 3
O
O
O
O
O
C
C
C
C
C
C
C
O
O
HN
C
C
H 3 CH
n
Eigenschaften
ˌˌTeilkristallin
H H
ˌˌNiedrige Dichte
C
C
n
ˌˌGute Zähigkeit
CH 2 H
ˌˌHohe Festigkeit, Steifigkeit und Härte
CH
CH 3 Kriechneigung
H
ˌ3 CˌGeringe
36
CH
H
n
PES
PEK
PAEK (DIN-Bezeichnung)
Die Gruppe der Polyaryletherketone (PAEK) umfasst im
Wesentlichen PEEK, PEK, PEKEKK und PEKK. Der Molekülaufbau der Mitglieder diese Polymergruppe unterscheidet sich durch die jeweilige Anzahl der zueinander gruppierten Ether- und Ketongruppen. Daraus resultieren mit
zunehmenden
Ketongruppen
die wesentlichen UnterO
H H
O
C
C
O
C
C
O
schiede mit ansteigenden
Glasübergangs- und Schmelzn
H H
temperaturen. Die
schmelztechnische Verarbeitbarkeit
wird damit zunehmend schwieriger und durch das auch
PET
für größere Halbzeugabmessungen bevorzugte presstechnische Verfahren ersetzt.
Typisch für diese zu den sogenannten thermoplastischen
Hochtemperaturkunststoffen gehörende Gruppe ist, dass
das Eigenschaftsprofil
auch Oim erhöhten TemperaturbeO
O
O
O
reich über
100 °C Chinaus weitgehend
erhalten
bleibt; Cdie
C
C
C
meisten
Kennwerte verändern sich
Der wich-N
-R moderat.
N
N nur
-R
N
n
C
C
C
C
tigste und technisch am umfangreichsten genutzte WerkO
O
O
O
stoff ist das Polyetheretherketon PEEK. Die Werkstoffe der
Polyaryletherketongruppe sind durch ein ungewöhnlich
PI
komplexes Eigenschaftsprofil mit vielen herausragenden
Einzeleigenschaften gekennzeichnet.
PMP
C
OC
5l
H
H
C
C O
H
• DehnungH[%] O
TECAPEEK ST sw
TECAPEEK
TECAPEEK
POM-C
PI ST schwarz TECAPEEK
HT sw
TECAPEEK
O
H
C
PMP
0
Strukturformel PEKEKK
PEKEKK
PEI
O
PET H
H 3C
CH 3
O
H
O
CH 2 H
n
Strukturformel
PEK
PEK O
N
C
80
C
C
O
C
n
Strukturformel
PEEK
PEEK
O
O
H
H
C
C
N
10m
n
H
n
-R
15C
N
20
O
TECAPEEK N
TECAPEEK HT schwarz
n
CH 2 H
O
CH
n
CH 3
POM-H
PMP
ˌˌGute Reib- und Gleiteigenschaften, hohe
Abriebfestigkeit
ˌˌSehr gute Chemikalienbeständigkeit gegen
viele technische Medien
ˌˌHydrolysebeständigkeit, keine Neigung zur
Spannungsrissbildung
H H
C
C
hohe Strahlenresistenz
ˌˌAußergewöhnlich
n
H
m
CH 3
gegen Gamma- und Röntgenstrahlung
Wasseraufnahme
ˌˌSehr geringe
PP
ˌˌGute Dimensionsstabilität
ˌˌMinimale Fremdionenanteile
ˌˌSehr geringe Ausgasungsraten im Hochvakuum
toxische Gasentwicklung
ˌˌGeringe undCHwenig
3
im Brandfall
O
Werte
n
CH 3
PPO > PPE?
T g
TECAPEEK TECAPEEK HT TECAPEEK ST
(PEEK)
(PEK)(PEKEKK)
150 °C
160 °C
165 °C
Dichte
1,31 g/cm³
1,31 g/cm³
1,32 g/cm³
E-Modul
4.200 MPa
4.600 MPa
4.600 MPa
260 °C
260 °C
260 °C
300 °C
300 °C
300 °C
(Ausnahmen bis zu –100 °C,
zunehmende Versprödung)
–40 °C
–40 °C –40 °C
S
PPS
n
m
160
120
• Spannung [MPa]
80
40
0
0
5
• Dehnung [%]
TECAPEEK PVX
TECAPEEK
TECAPEEK
PVX GF 30 TECAPEEK CF 30
10
15
TECAPEEK GF30 20
TECAPEEK CF30
Erkennen: PEEK natur
ˌˌFarbe beige, charakteristisch
ˌˌRußt nur schwach
ˌˌSehr hart und steif
ˌˌDichte deutlich > 1 g/cm³, sinkt in Wasser
TECAPEEK (PEEK)
TECAPEEK schwarz (PEEK)
Verbesserter UV-Schutz
für Außeneinsatz
TECAPEEK leuchtrot (PEEK)
Signal- und Warnfarbe
für industrielle Anwendung,
Bedienelemente
TECAPEEK CF30 (PEEK CF)
Kohlefaserverstärkt für hohe
Festigkeit, Steifigkeit, gleitfähig
TECAPEEK ELS nano (PEEK CNT)
Elektrisch leitfähig mit CNT
TECAPEEK GF30 (PEEK GF)
Festigkeit und Steifigkeit
TECAPEEK PVX (PEEK CS, CF, TF)
Gleitmodifiziert für hochbelastbare
technische Gleitanwendungen
TECAPEEK HT schwarz (PEK)
Unverstärkt, thermisch-mechanisch höher belastbar als PEEK
TECAPEEK ST schwarz (PEKEKK)
Unverstärkt, thermischmechanisch höher belastbar als
PEK
TECAPEEK CF30 MT (PEEK CF)
Spezialtype, kohlefaserverstärkt,
für hohe Festigkeit, biokompatibel,
schwarz
TECAPEEK CLASSIX weiß (PEEK)
Sondertype für die Medizintechnik,
für 30 Tage Gewebekontakt
geeignet, biokompatibel
TECAPEEK MT (PEEK)
Naturversion für die Medizintechnik, biokompatibel
TECAPEEK MT farbig (PEEK)
Spezialtypen in div. Farben für die
TECAPEEK ID blau
(PEEK, detektierbarer Füllstoff)
Modifiziert für induktive
Detektierbarkeit in Lebensmittel- und Pharmaprozessen,
für Lebensmittelkontakt geeignet
TECAPEEK TF10 (PEEK TF)
Mit PTFE gleitmodifiziert,
für Lebensmittelkontakt geeignet
TECAPEEK TS (PEEK, Mineral)
Mit mineralischem Füllstoff,
hohe Festigkeit u. Steifigkeit,
Zähigkeit, hohe Härte und geringe
Wärmeausdehnung
TECATEC PEEK CW50 (PEEK CF)
Verstärkt mit Kohlefasergewebe,
Festigkeitsverhalten in der
Gewebeebene ähnlich Stahl,
biokompatibel
Anwendungsbeispiele
Die Polyaryletherketone stellen eine hoch leistungsfähige
Polymergruppe dar mit jeweils einem Bündel an außergewöhnlichen Eigenschaften und Verhaltensweisen und sind
damit eine sehr wichtige Werkstoffquelle für die moderne
Technik und Wirtschaft. TECAPEEK (PEEK) spielt dabei
eine herausragende Rolle.
Gleitbauteile, Führungsrollen, Kettenführungen in Öfen,
Auskleidungen von Tanks, Thermoformteile, diverse Bauteile für Lebensmittel-, Trinkwasser- Medizin-, Pharmaund Biotechnologieeinsatz, verpackungstechnische Anlagen, Halbleitertechnik und Mikroelektronik, Nuklear- und
Röntgentechnik, Gas- und Ölexploration und -förderung,
Luft- und Raumfahrt, Getriebe und Motorenbau
Zusammenfassung
Gegenüber TECAPEEK (PEEK) sind beim TECAPEEK HT
(PEK) und beim TECAPEEK HT (PEKEKK) die Schmelzund Glasübergangstemperaturen und die Festigkeiten höher. Tendenziell sind die chemischen Beständigkeiten besser. Die Hydrolysebeständigkeit der Polyaryletherketone
gegen Heißdampf ist größer als bei den Hochtemperaturkunststoffen PI und PAI. Im Vergleich zu PEI ist die Alkalienbeständigkeit im höheren Temperaturbereich ein
herausragendes Merkmal.
Die Spezialwerkstoffe der Produktfamilie TECATEC ver
fügen aufgrund des Kohlefasergewebes über eine außer
gewöhnliche mechanische Festigkeit und Wärmeform
beständigkeit. Durch die Polymermatrix auf PAEK-Basis ist
ebenfalls eine hohe Beständigkeit gegen Heißdampf und
Chemikalien gegeben, wodurch TECATEC ideal für den
Einsatz in der Medizintechnik geeignet ist.
TECATEC PEKK CW60 (PEKK CF)
Verstärkt mit Kohlefasergewebe,
Festigkeitsverhalten in der
Gewebeebene ähnlich Stahl,
biokompatibel
37
H
N
H
CH 2
x
N
C
CH 2
y
C
O
O
O
160
n
O
120
PA66
O
C
n
PEEK
O
O
C
C
N
R
N
H
N
O
O
C
C
H
N
C
C
O
O
R
n
Strukturformel
PAI
PAI
O
C
C
O
H
H
H
H
C
C
C
C
H
H
H
H
O
O
CH 3
C
O
N
0
C
0
C
O
CH 3
5
10
15
20
• Dehnung [%]O
TECATOR 5013
TECATOR
TECATOR
5013 5031 PVX
TECATOR 5031 PVX
PEI
O
n
PBT
PAI (DIN-Bezeichnung)
Polyamidimide (PAI) sind amorphe, thermoplastische
Hochleistungspolymere, die sich durch ihre hohe
Temperaturbeständigkeit auszeichnen. Durch das hohe
Molekulargewicht ist das Material nicht mehr schmelzbar,
sondern wird beim Versuch thermisch zerstört. PAI gehört
zur Gruppe der thermoplastischen Polyimide. Die Polyamidimide sind durch ein ungewöhnliche komplexes Eigenschaftsprofil mit vielen herausragenden Eigenschaften gekennzeichnet. Hohe Zähigkeit, Steifigkeit und
Kriechfestigkeit – gepaart mit niedriger Wärmeausdehnung – sorgen für hohe mechanische Belastbarkeit und dimensionsstabile Bauteile.
Durch Modifikation mit Grafit und PTFE erhält man hochverschleißfeste Lagerwerkstoffe mit geringem Reibwiderstand, die auch im Trockenlauf leistungsfähig bleiben.
38
40
TECATOR
O
• Spannung [MPa]
80
O
C
n
PEK
Eigenschaften
ˌˌAmorph
ˌˌHohe Dichte
ˌˌGute Gleitreibeigenschaften, hohe Verschleißfestigkeit
ˌˌHohe Zähigkeit
ˌˌSehr hohe Festigkeit und Härte
ˌˌHydrolyseempfindlichkeit gegen Heißwasser
dauerhaft > 100 °C, Heißdampf und Basen
ˌˌRelativ hohe Wasseraufnahme beeinträchtigt
Maßhaltigkeit
ˌˌHohe Strahlenbeständigkeit gegen Röntgenund Gammastrahlung
ˌˌInhärent flammwidrig, selbst verlöschend
CH 2
N
CH 2
Werte
T g
TECATOR 5013
TECATOR 5031 PVX
(PAI)(PAI)
280 °C
280 °C
Dichte
1,40 g/cm 1,46 g/cm3
E-Modul
3.800 MPa
5.900 MPa
250 °C
250 °C
270 °C
270 °C
–150 °C –150 °C
3
Erkennen
ˌˌTypische Farbe: Außenhaut braun, innen gelbbraun
ˌˌRußt nicht oder nur schwach
TECATOR (PAI)
Basistype, zäh, elektrisch
isolierend
TECATOR 5031 PVX (PAI CS TF)
Mit Grafit und PTFE
gleitmodifiziert
TECATOR GF30 (PAI GF)
Hochfeste faserverstärkte Type
für Spritzguss
Anwendungsbeispiele
Gleitteile, Führungsrollen, Kettenführungen, Gleitlagerungen, Zahnräder, Thrustwasher (Axialgleitlager) im Getriebebau, Kugeln in Hydrauliksteuerungen.
Glasfaserverstärkte hochfeste und maßstabile Strukturen
in der Luft- und Raumfahrt, Laufrollen, Umlenkrollen, Papierführungen in Druckern, Kopierern, Büromaschinen.
Steckerbauteile und Testsockets für Chipprüfung in der
Mikroelektronik, Lampenfassungen.
Zusammenfassung
Die Amidgruppen sind für die erhöhte Wasseraufnahme
und damit auch für die sehr gute Zähigkeit verantwortlich,
aber auch für die Maßänderungen und eingeschränkte
Hydrolysebeständigkeit.
Für den Einsatz im erhöhten Temperaturbereich ist vorausgehend eine Vortrocknung empfehlenswert, um hydrolytische Schädigung zu vermeiden. Aus Halbzeug zerspante Bauteile erhalten eine Wärmebehandlung zum Abschluss
der Polymerisation und damit gleichzeitig in Verbindung
mit der Oxydation der Oberflächen durch Sauerstoff eine
erhöhte Verschleißfestigkeit der Laufflächen.
39
DMA 3Pkt. Biegeprüfung 1Hz, 2K/min
O
O
C
C
O
H
H
C
C
H
H
O
8000 C
n
H
H
n
PP
O
O
O
C
C
C
N
N
PI
n
-R
O
O
C
C
N
N
C
C
C
C
O
O
O
O
m
Strukturformel PI
H
C
• Speichermodul E' [MPa] log
n
C
CH 3
6000
PET
-R
H
4000
2000
CH 3
0
–200
O
n
-100
CH 3
• Temperatur
[°C]
TECASINT 1011
PPO
TECASINT
10112011
>TECASINT
PPE?
TECASINT 3011
TECASINT 4011
TECASINT 4011
TECASINT 4111
0
100
200
TECASINT 2011
TECASINT 4111
300
400
500
TECASINT 3011
H
TECASINT
C
n
CH 2 H
H 3C
CH
PMP
S
CH 3
PI (DIN-Bezeichnung)
Polyimide (PI) werden durch Polykondensation hergestellt.
Aufgrund des hohen Gehalts an ringförmigen, meist aromatischen Kettengliedern und hoher Molekulargewichte
sind Polymide stets unverschmelzbar. Die Verarbeitung
erfolgt daher auschließlich durch Sintertechniken zu Halbzeugen oder Direct-forming Teilen.
Die Werkstoffe der Polyimidgruppe sind durch ein ungewöhnlich komplexes Eigenschaftsprofil mit vielen herausragenden Einzeleigenschaften gekennzeichnet und nehmen damit die Spitze der Werkstoffpyramide ein.
n
PPS
Werte
TECASINTTECASINTTECASINT
20114011 4111
(PI)(PI)(PI)
Tg [°C]
Dichte [g/cm3]
370
260
E-Modul [MPa]
3.700
4.000
7.000
Einsatztemperatur dauernd [°C]
300
300
300
Einsatztemperatur kurzzeitig [°C]
> 350
> 350
> 400
Untere Einsatztemperatur [°C]
–270
–270
–270
Erkennen
Eigenschaften
ˌˌUnschmelzbares Hochtemperatur Polyimid
ˌˌHohe Festigkeit, Modul und Steifigkeit,
auch im höheren Temperaturbereich
ˌˌHohe Druck- und Kriechfestigkeit
ˌˌHohe Reinheit, ausgasungsarm im Vakuum
ˌˌGute thermische und elektrische Isolationsfähigkeit
ˌˌHohe Strahlenbeständigkeit
ˌˌInhärente Flammwidrigkeit
ˌˌHohe Dichte
ˌˌHydrolyseempfindlich gegen Heißwasser > 100 °C
und Heißdampf
40
n.a.
1,38 1,411,46
ˌˌLässt sich schwer entflammen, brennt nicht
ˌˌDichte > 1 g/cm³, sinkt in Wasser
ˌˌSehr hart bis zäh-weich, je nach Type
ˌˌHarter bzw. dumpfer Klang beim Aufprall
Stabilität gegen thermische Oxidation bei 300 °C und 70 psi über 300 h
1,2
1,0
0,8
• Gewichtsverlust [%]
0,6
0,4
0,2
0
TECASINT
2021
TECASINT
3021
TECASINT
4021
TECASINT
4121
Produkte
TECASINT 1000
Höchster Modul.
Höchste Steifigkeit und Härte.
Bisherige Bezeichnung SINTIMID.
TECASINT 2000
Sehr hoher Modul, hohe
Steifigkeit und Härte.
Im Vergleich zu TECASINT 1000
signifikant reduzierte Feuchtigkeitsaufnahme.
Höhere Zähigkeit und bessere
Zerspanbarkeit.
Gut für DirektformungsBauteile geeignet.
TECASINT 4000
Im Vergleich mit den anderen
TECASINT-Werkstoffen zeichnet
sich TECASINT 4000 durch
folgende Eigenschaften aus:
Geringste Wasseraufnahme.
Höchste oxidative Stabilität.
Niedrige Reibwerte.
Modifikationen
Beste Chemikalienbeständigkeit.
HDT bis zu 470 °C.
Verschiedene Typen mit hoher
Bruchdehnung und Zähigkeit
oder mit hohem Biegemodul
verfügbar.
TECASINT 5000
Unschmelzbares HochtemperaturPolyamidimid (PAI).
Sehr gute Dimensionsstabilität
und Belastbarkeit bis 300 °C.
TECASINT 8000
Matrix aus PTFE verstärkt mit
PI-Pulver.
Vermindertes Kriechen unter Last.
Hervorragende Gleit- und
Reibeigenschaften.
Ideal geeignet für weiche
Gegenlaufpartner (Edelstahl,
Alu, Messing, Bronze).
Höchste Chemiekalienbeständigkeit und einfache Zerspanbarkeit.
Anwendungsbeispiele
Führungsrollen, Kettenführungen in Prozessöfen, Heißglashandling, Halbleitertechnik, Analytikgeräte, Vakuumpumpen, Kompressoren, thermisch-mechanisch hochbelastete Gleitteile in Motoren, Getrieben, Luftfahrtturbinen,
thermisch-elektrische Isolatoren in Teilchenbeschleunigern. In vielen Fällen Metallersatz aus Gewichtsgründen.
Einsatz von diversen Bauteilen, die im Falle geringerer Anforderungsprofile mit Hauptkriterium Temperatur durchaus auch in PEEK einsetzbar wären, bzw. Anwendungen
mit erhöhten Anforderungen an Dauerhaftigkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit. Unentbehrliche Werkstoffgruppe
in Luft- und Raumfahrt, Glasindustrie, Kryo- und Vakuumtechnik, Forschung und Entwicklung allgemein, Hochund Tieftemperaturphysik, Gundlagenforschung an Elementarteilchen, Nukleartechnische Grundlagen.
Ungefüllt
Maximale Festigkeit und Dehnung.
Höchster Modul.
Geringste thermische und
elektrische Leitfähigkeit.
Hochrein.
Ausgasungsarm gem. ESA
Vorschrift ECSS-Q-70-20.
+ 30 % Glasfasern
Verringerte Wärmeausdehnung.
Hoch thermischmechanisch
belastbar.
Gute elektrische Isolation.
+ 15 % Grafit
Verbesserte Verschleißfestigkeit
und Wärmealterung.
Selbstschmierend, für geschmierte
und trockene Anwendungen.
+ 40 % Grafit
Reduzierte Wärmeausdehnung.
Höchste Kriechfestigkeit und
Beständigkeit gegen Wärme
alterung.
Verbesserte Selbstschmierung.
Reduzierte Festigkeit.
+ 15 % Grafit
+ 10 % PTFE
Niedrigste Haftreibung und
niedriger Reibungskoeffizient
durch PTFE- Modifikation.
Selbstschmierend, daher gute
Eigenschaften auch im Trockenlauf.
Für Anwendungen mit niedrigen
Reib- und Verschleißeigenschaften
bei mittleren Temperaturen und
Belastungen (< 200 °C).
+ 15 % MoS2
Beste Reib- und Verschleiß
eigenschaften im Vakuum.
Einsatz in der Raumfahrt,
im Vakuum oder inerten Gasen
(techn. trocken).
Ausgasungsarm gem. ESA
Vorschrift ECSS-Q-70-20.
SD
Statisch ableitend / Antistatisch,
dauerhaft migrationsfrei.
Oberflächenwiderstand
10 9-11 Ω oder 10 7-9 Ω.
Für explosionsgeschützte
Anlagen und in der Halbleiter
technik (Testsockel).
Zusammenfassung
Der Einsatz von Polyimiden ist häufig die einzige Lösung
bzw. oftmals eine wirtschaftliche Alternative zu Metallen
Keramik oder anderen Hochleistungskunststoffen. Jeweils
mehrere Werkstoffeinstellungen in den typischen anwendungsorientierten Gruppen decken eine große Bandbreite
an Anwenderforderungen ab:
ˌˌGleittypen hart / weich
ˌˌStatisch ableitende Typen
ˌˌElektrisch isolierende Typen
ˌˌHochfeste glasfaserverstärkte Type
ˌˌHochfeste unverstärkte Typen
41
Um für eine Anwendung den richtigen Werkstoff zu er
mitteln, ist es wichtig, die Materialeigenschaften und das
Anforderungsprofil im Detail zu betrachten.
Je mehr Daten zu den Anwendungsbedingungen vorliegen, desto genauer kann das passende Material bestimmt
werden. Im folgenden Teil werden die wesentlichen Produkteigenschaften und Prüfungen erläutert. Wir haben
zudem die wichtigsten Werkstoffe gegenübergestellt, um
Ihnen den Vergleich zu erleichtern.
Eigenschaften
Modifikationen / Additive
Thermoplaste lassen sich durch die gezielte Einarbeitung
von Additiven und Füllstoffen über ein sehr breites Spek
trum modifizieren. So können die Eigenschaften eines Materials für einen speziellen Anwendungsbereich angepasst
werden. Die gängigsten Modifikationen im Bereich der Konstruktions- und Hochtemperaturwerkstoffe sind:
Verstärkungsfasern
Glasfasern
Glasfasern werden hauptsächlich zur Erhöhung der Festigkeitswerte eingesetzt.
ˌˌErhöhung Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Steifigkeit
ˌˌVerbesserung Kriechfestigkeit
ˌˌErhöhung Wärmeformbeständigkeit
ˌˌReduzierung Wärmedehnung und Schwindung
ˌˌReduzierung Zähigkeit und somit der Bruchfestigkeit
und der Schlagzähigkeit
Zu beachten:
Glasfasern wirken sehr abrasiv. Deshalb sind glasfaserverstärkte Werkstoffe
ˌˌeher ungeeignet für Gleitreibanwendungen
(hoher Verschleiß beim Gegenlaufpartner) und
ˌˌüben bei der Verarbeitung erhöhten Verschleiß
auf das Werkzeug aus (geringere Standzeiten)
Kohlenstofffasern
Kohlefasern wirken sich ähnlich wie Glasfasern aus, jedoch
ˌˌweisen Kohlefasern ein besseres GewichtsFestigkeitsverhältnis auf (geringere Dichte bei
vergleichbarer Festigkeitserhöhung)
ˌˌwirken Kohlefasern nicht so abrasiv wie Glasfasern und
sind daher gut für Gleitreibanwendungen geeignet
ˌˌmuss der Einfluss der Kohlefasern auf elektrische
Eigenschaften beachtet werden (mitunter undefinierte
elektrische Leitfähigkeit)
ˌˌsind Kohlefasern teurer als Glasfasern
Weitere Verstärkungsfasern
ˌˌAramidfasern
ˌˌMineralfasern
Können als Sonderfertigung angeboten werden
Reibungsmindernde Additive
PTFE
Der Abrieb aus mit PTFE gefüllten Kunststoffen bildet unter Druckbelastung einen feinen gleitwirksamen Polymerfilm an der Gegenlaufoberfläche aus.
ˌˌTypisch ausgeprägtes antiadhäsives Verhalten
ˌˌVermeidet wirksam Stick-Slip-Effekt
UHMW-PE
Weist ähnlichen Effekt wie PTFE in nicht so stark ausgeprägter Form auf.
Silikonöle
Spezielle Öle, die an die Oberfläche migrieren und einen
dünnen Gleitfilm auf der Oberfläche ausbilden.
800
700
600
500
• Eigenschaft [%]
400
300
200
100
0
unverstärkt 15 %
Glasfasern
E-Modul 30 %
Glasfasern
Wärmeformbeständigkeit 50 %
Glasfasern
Bruchdehnung
Prüfungen durchgeführt an spritzgegossenen Prüfkörpern auf
Basis PA 66.
44
Grafit
Grafit ist reiner Kohlenstoff, der in fein gemahlener Form
eine hohe Schmierwirkung aufweist. Durch die gleichmäßige Einarbeitung in einen Kunststoff wird der Reibungskoeffizient gesenkt. In feuchter Umgebung wirkt sich die
Schmierwirkung von Grafit besonders aus.
Molybdändisulfid (MoS2 )
Molybdändisulfid dient in erster Linie als Nukleierungsmittel und bildet bereits bei geringen Zugabemengen eine
gleichmäßige feinkristalline Struktur aus. Damit führt
der Zusatz zu erhöhtem Verschleißwiderstand und reduzierter Reibung.
Füllstoffe
Füllstoffe bieten in der Regel keine oder nur geringe technische Vorteile und dienen in erster Linie der Kosten- / Gewichtsreduktion: Kreide, Talkum, Keramik, Glashohl
kugeln.
Weitere Additive
Bariumsulfat
Wird zugegeben, um Thermoplaste röntgenopak auszustatten. So werden die Materialien während medizinischer
Röntgenanwendungen sichtbar.
Flammschutzmittel
Können bestimmten Materialien zugegeben werden, um
deren Brennbarkeit zu reduzieren. Für Branchen wie z. B.
Luftfahrt und Bahnwesen ist die selbstverlöschende Eigenschaft eines Materials Grundvoraussetzung.
Schlagzähmodifier
Zugabe zu einem hart-spröden Werkstoff, um dessen
(Schlag-)Zähigkeit zu erhöhen.
Leitfähigkeitsbeeinflussende Additive
Grundsätzlich sind Thermoplaste elektrische Isolatoren,
können aber durch den Zusatz von Antistatika, Leitruß
oder auch Carbon-Nano-Tubes antistatisch oder elektrisch
leitend eingestellt werden.
Farbpigmente
Durch Einarbeitung von Pigmenten und Farbstoffen können bei den technischen Kunststoffen individuell maß
geschneiderte Farbeinstellungen vorgenommen werden;
bei den Hochtemperaturkunststoffen ist die Pigment
auswahl durch die hohen Verarbeitungstemperaturen begrenzt.
Generell
Es muss beachtet werden, dass sich jede Additivzugabe
vielfach auswirkt; neben dem positiven Effekt auf das
Hauptmerkmal können andere Eigenschaften durch ein
Additiv negativ beeinflusst werden.
Ensinger bietet in seinem Produktportfolio eine Vielzahl
modifizierter Werkstoffe lagerhaltig an. Neben diesen
Materialien können auch kundenspezifische Anforderungen über eine Sonderfertigung umgesetzt werden.
Additiv
Festigkeit
Dehnung
Gleit-ReibVerhalten
Zähigkeit
Dimensions- Flammstabilität
widrigkeit
Verstärkungsfasern
••
•
••
•
••
•
Reibungsmindernde
Additive
•
•
••
•
•
—
Schlagzähmodifier
•
•
•
••
•
•
Flammschutz
•
•
•
•
•
••
45
Thermische Eigenschaften
Charakteristische Temperaturen
Gebrauchstemperaturen
Die Glasübergangstemperatur Tg ist die Temperatur, bei
der Polymere vom hartelastischen, spröden Zustand in den
gummielastischen, flexiblen Zustand übergehen. Es müssen hier amorphe und teilkristalline Thermoplaste unterschieden werden.
Die Dauergebrauchstemperatur (DGT) ist definiert als die
maximale Temperatur, bei der Kunststoffe in heißer Luft
nach 20.000 Stunden Lagerung (nach IEC 216) nicht mehr
als 50 % ihrer Ausgangseigenschaften verloren haben.
Tg
Tg
• Modul
• Modul
Tm
• Temperatur
• Temperatur
amorphteilkristallin
Ein amorphes Material kann über den Tg hinaus nicht mechanisch belastet werden, da die mechanische Festigkeit
stark abbaut. Teilkristalline Werkstoffe hingegen weisen
durch die kristallinen Bereiche über den Tg hinaus noch
eine gewisse mechanische Festigkeit auf und sind deshalb
besonders für mechanisch belastete Bauteile geeignet.
Schmelztemperatur
Als Schmelztemperatur Tm bezeichnet man die Temperatur, bei der ein Stoff schmilzt, das heißt vom festen in den
flüssigen Aggregatszustand übergeht und die kristallinen
Strukturen gelöst werden.
46
Kurzzeitige Gebrauchstemperatur
Die Kurzzeit-Gebrauchstemperatur ist die KurzzeitSpitzentemperatur, die der Kunststoff in einem geringen
Zeitraum (von Minuten bis gelegentlich Stunden) unter
Berücksichtigung der Belastungshöhe und -dauer ertragen
kann, ohne geschädigt zu werden.
Die maximale Gebrauchstemperatur ist von folgenden
Faktoren abhängig:
ˌˌDauer der Temperatureinwirkung
ˌˌMaximal zulässige Deformation
ˌˌAbbau von Festigkeitseigenschaften infolge
thermischer Oxidation
ˌˌUmgebungsbedingungen
Negative Gebrauchstemperaturen
Die Gebrauchstemperatur im negativen Temperatur
bereich ist nicht genau definiert und hängt sehr stark von
verschiedenen Eigenschaften und Umgebungsbedingungen ab:
ˌˌZähigkeit / Sprödigkeit eines Materials
ˌˌModifikation: Werkstoffe mit Verstärkungsfasern
neigen zu hart-sprödem Verhalten
ˌˌTemperatur
ˌˌBelastungsdauer
ˌˌArt der Belastung
(z. B. Schlag- oder Schwingungsbelastungen)
Gebrauchstemperaturen [°C]
–300- –200- –100-
Glasübergangstemperatur [°C]
Schmelztemperatur [°C]
0
100
200
300 400 °C
TECARAN
ABS
TECARAN
ABS
TECANYL
731
TECANYL
731
TECAFINE
PE
TECAFINE
PE
TECAFINE
PE 10
TECAFINE
PE 10
TECAFINE
PP
TECAFINE
PP
TECAPRO
MT
TECAPRO
MT
TECAFORM
AD
TECAFORM
AD
TECAFORM
AH
TECAFORM
AH
TECAMID 6
TECAMID 6
TECAMID 66
TECAMID 66
TECAMID 46
TECAMID 46
TECAST T
TECAST T
TECARIM
1500
TECARIM
1500
TECAPET
TECAPET
TECANAT
TECANAT
TECAFLON
PVDF
TECAFLON
PVDF
TECAFLON
PTFE
TECAFLON
PTFE
TECASON S
TECASON S
TECASON
P MT farbig
TECASON
P MT farbig
TECAPEI
TECAPEI
TECATRON
TECATRON
TECAPEEK
TECAPEEK
TECATOR
5013
TECATOR
5013
TECASINT
TECASINT
–300- –200- –100-
0
100
200
300 400 °C
Negative Einsatztemperatur • • Einsatztemperatur
dauernd
dauernd
kurzzeitig
kurzzeitig
–100-
0
100
200
300 400 °C
–100-
0
100
200
300 400 °C
Schmelztemperatur
47
Weitere thermische Angaben
Wärmeformbeständigkeit
Die Wärmeformbeständigkeit ist ein Maß für die Tempe
raturbelastbarkeit von Kunststoffen. Sie wird ermittelt,
indem ein Werkstoff unter einer definierten Temperaturerhöhung einer Last auf Biegung unterzogen wird. Ist
eine bestimmte Dehnung erreicht, gibt die dabei beste
hende Temperatur die Wärmeformbeständigkeit an. Die
Wärmeformbeständigkeit kann nicht direkt zu einer Charakterisierung eines Werkstoffs herangezogen werden,
sondern dient eher dem relativen Vergleich verschiedener
Materialien.
Bei den Angaben zur Wärmeformbeständigkeit muss die
Herstellform des Produktes und des Prüfkörpers beachtet
werden. Messungen haben gezeigt, dass Daten bestimmt
an aus Halbzeug gefrästen Prüfkörpern von den Ergebnissen aus spritzgegossenen Prüfkörpern abweichen.
Diese Unterschiede erklären sich durch die
ˌˌUnterschiedlichen Fertigungsverfahren
ˌˌUnterschiede in der Polymerstruktur
ˌˌHerstellungseinfluss Probekörper (Zerspanung versus
Spritzguss)
Thermischer Längenausdehnungskoeffizient
Der Längenausdehnungskoeffizient gibt an, wie groß die
Längenänderung eines Materials bei Anstieg oder Absinken der Temperatur ist.
Kunststoffe weisen aufgrund ihres chemischen Aufbaus
meist einen deutlich höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf als Metalle. Dies muss beachtet werden
bei
ˌˌBauteilen mit engen Toleranzen
ˌˌhohen Temperaturschwankungen
ˌˌVerbund mit Metall
Der thermische Längenausdehnungskoeffizient von Kunststoffen kann durch Zugabe von Verstärkungsfasern deutlich reduziert werden. So können Werte erreicht werden,
die im Bereich von Aluminium liegen.
Wärmeformbeständigkeit, HDT/A [°C]
0
100
200
300 °C
0
100
200
300 °C
TECARAN
ABS
TECANYL
731
TECAFINE
PE
TECAFINE
PE 10
TECAFINE
PP
TECAFORM
AD
TECAFORM
AH
TECAMID 6
TECAMID 66
TECAMID 46
TECAST T
TECAPET
TECANAT
TECAFLON
PVDF
TECAFLON
PTFE
TECASON S
TECASON
P MT farbig
TECAPEI
TECATRON
TECAPEEK
TECATOR
5013
TECASINT
geprüft am spritzgegossenen Prüfkörper
48
Thermischer Längenausdehnungskoeffizient, längs
CLTE [10-5 1/K]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Thermische Längenausdehnung versus
18
0
2
4
6
8
10
12
14
16
20
18
300
TECANYL
731
TECAFINE
PE
TECAFORM
AD
TECAPEEK
TECAFORM
AH
TECAFLON PTFE
250
TECAMID 6
TECATRON GF40
TECAMID 66
TECAMID 46
TECAST T
200
TECARIM
1500
TECAPET
TECAPEI
TECANAT
TECASON P MT farbig
TECASON S
TECAFLON
PVDF
TECAFLON PVDF
150
TECAFLON
PTFE
TECAMID 46
TECASON S
TECANAT
TECASON
P MT farbig
TECAFORM AD
TECAPET
TECAPEI
TECAMID 6
TECAMID 66
TECAST T
100
TECATRON
TECAPEEK
TECAPRO MT
TECAFORM AH
TECARIM 1500
TECANYL 731
2
CLTE [23 – 60 °C]
CLTE [23 – 100 °C]
CLTE [100 – 150 °C]
4
6
8
10
12
14
16
18
• Dauergebrauchstemperatur [°C]
0
50
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
• CLTE 23 – 100 °C, längs [10 1/K]
-5
49
Mechanische Eigenschaften
σR
σB
σR
ˌˌStreckspannung σS ist die Zugspannung, bei der die
Bei der beanspruchungsgerechten Auslegung von KunstσS
stoffbauteilen spielen die mechanischen Kennwerte eines
Werkstoffes eine besondere Rolle. Zu den grundlegenden
mechanischen Materialeigenschaften gehören
Steigung der Kraft-Längen-Änderungskurve (siehe
Grafik) zum ersten Mal gleich Null wird.
ε
Dehnung
ε ist die auf die ursprüngliche Messlänge L0
ˌ
ˌ
σR
σB des Probekörpers bezogene Längenänderung Δ L zu
σR
σS jedem beliebigen Zeitpunkt des Versuchs. Die
Dehnung bei Höchstkraft wird mit εB, die Reißdehnung
ε = ε el(0)+ε el(t)+ ε pl
mit εR, die Streckspannung mit εS bezeichnet.
ˌˌElastizitätsmodul E: Nur im untersten Bereich des
σR
εB εR εR
Spannungs-Dehnungs-Diagramms
ist bei Kunststoffen
ein linearer Kurvenverlauf festzustellen. In diesem
Bereich hat das Hook'sche Gesetz Gültigkeit, das
Δ σ besagt, dass der Quotient aus Spannung und Dehnung
(Elastizitätsmodul) konstant ist. E = σ / ε in [MPa].
σR
ˌˌFestigkeit: Maß für den Widerstand eines Materials
gegen äußere Belastung
Verformungsvermögen
ˌˌVerformbarkeit: Maß für das
Δ
σ
eines Werkstoffes bei äußerer Belastung
Δε
ε R ε S Materials
eines
ˌˌSteifigkeit: Maß für den Widerstand
gegen Deformation
ˌˌZähigkeit: Maß für das Arbeitsaufnahmevermögen
eines Werkstoffes bei äußerer Belastung
FFestigkeit
VVerformbarkeit
SSteifigkeit
Z Zähigkeit
Δε
σ
F
σ
Quelle: J. Kunz, FHNW
Z
ε
0
σ
sprödharte Kunststoffe
F
σ
S
σ
Für eine fundierte Auslegung eines Bauteils müssen jeV ε
F
0
doch
auch die jeweiligen
Anwendungsbedingungen berücksichtigt
werden: Aufgrund ihres makromolekularen
S
R
Z
T
Aufbaus hängen
die mechanischen Eigenschaften
von
Kunststoffen stark von den Umgebungsbedingungen wie
Temperatur, Belastungsdauer, Belastungsart und -ge0
0
ε
ε
schwindigkeit sowie vom Feuchtigkeitsgehalt ab.
Üblicherweise werden diese Werkstoffkennwerte anhand
einer kurzzeitigen, einachsigen Zugbelastung im Zug
versuch (bspw. nach DIN EN ISO 527) ermittelt:
σR
σB
σR
εB εR εR
S
Durch den Biege-, den Druck- und den SchlagzähigkeitsF
versuch stehen weitere Prüfmethoden
zur Verfügung, um
Werkstoffe unter verschiedenen Belastungsfällen zu chaR
rakterisieren. T
V
S
εR εS
σ
Einflüsse auf das Verformungsverhalten
σS
t
zähharte Kunststoffe
Zeit
ε
σ
ϑ
Temperatur
ε
ε
σ
σR
ε el(0)
σ
σ elastische
weiche,
Kunststoffe
έ
ε
Δσ
φ
Δε
εR εS
σBHöchstspannung
σRReißfestigkeit
σSStreckspannung
Feuchtigkeitsgehalt
εB εR εR
ε
σ
εB Dehnung bei Höchstspannung
εRReißdehnung
εSStreckdehnung
S
σ bezogene
des Probekörpers
Zugkraft zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Versuchs.
V
ˌˌZugfestigkeit σB ist die Zugspannung bei Höchstkraft.
σR ist die Zugspannung im RAugenblick
ˌˌBruchspannung
S
Z
T
des Bruches.
ε
0
ε el(t)
ε
Belastungsgeschwindigkeit
σ
ε
F
σAnfangsquerschnitt
0
ε
έ
φ
ˌˌZugspannung σ ist die auf den kleinsten gemessenen
50
ϑ
t
F
ε
ε
ε pl
ε
Zeitlicher Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften
Das mechanische Verhalten der Kunststoffe hängt, wie
bereits erwähnt, wesentlich vom zeitlichen Verlauf der Belastung ab. Deshalb müssen zur vollständigen Charakterisierung neben Kurzzeitversuchen (quasistatisch) auch
Zeitstandsversuche (statisch), Dauerschwingversuche (mit
periodischer Belastung) und Schlagversuche (schlagartig
aufgebrachte Belastung) durchgeführt werden.
Beim Verformungsverhalten überlagern sich hierbei drei
Verformungsarten:
ˌˌelastische Verformung (reversible Verformung)
ˌˌviskoelastische Verformung
(zeitlich verzögerte, reversible Verformung)
ˌˌplastische Verformung (irreversible Verformung)
Elastizitäts-Modul [MPa]
0
2000
4000
6000
8000
0
2000
4000
6000
8000
TECARAN ABS
TECANYL 731
TECANYL GF30
TECAFINE PMP
TECAPRO MT
TECAFORM AD
TECAFORM AH
TECAFORM AH GF25
TECAMID 6
TECAMID 6 GF30
TECAMID 66
ε
TECAMID 66 GF30
ϑ = konst.
ε el(0)
TECAMID 66 CF20
TECAMID 46
ε el(t)
TECAST T
TECARIM 1500
ε pl
Belastung
Entlastung
σ = konst.
σ=0
t
Verformung von Kunststoffen
unter konstanter Last und nach Entlastung
F
ε
In diesem Zusammenhang findet die viskoelastische Verformung besondere Beachtung. Hierbei setzt eine Änderung der Ordnungszustände der Makromoleküle ein. Diese Änderung folgt der Belastung mit zeitlicher Verzögerung
und ist stark temperaturabhängig. Je nach Belastungsverlauf sind für die viskoelastische Verformung folgende Vorgänge charakteristisch:
ˌˌKriechen (Retardation): Verformungszunahme
über die Zeit bei konstanter Last
ˌˌEntspannung (Relaxation): Spannungsabnahme über
die Zeit bei konstanter Verformung
ˌˌRückverformung (Restitution): Verformungsabnahme
über die Zeit nach Entlastung
Dargestellt werden diese zeitabhängigen Verformungsverhalten in Zeitstand-Diagrammen, Zeitdehnlinien-Diagrammen, isochronen Spannungs-Dehnungs-Diagrammen und Kriechmodul-Diagrammen. Aufgrund dieser
Zusammenhänge sollten Bauteilauslegungen nicht allein
mit Ein-Punkt-Kennwerten aus Kurzzeitversuchen durchgeführt werden. Es müssen stets die gesamten Anwendungsbedingungen in die Berechnung einbezogen werden, um Falschauslegungen zu vermeiden.
TECAPET
TECADUR PBT GF30
TECANAT
TECANAT GF30
TECAFLON PVDF
TECASON S
TECASON P MT farbig
TECAPEI
TECATRON
TECATRON GF40
TECATRON PVX
TECAPEEK
TECAPEEK GF30
TECAPEEK CF30
TECAPEEK PVX
TECATOR 5013
TECASINT 1011
TECASINT 2011
TECASINT 4011
TECASINT 4111
Zug-E-Modul
Biege-E-Modul
51
Festigkeit / Spannung [MPa]
0
20
40
Dehnung [%]
60
80 100 120 140 160
0
TECARAN ABS
TECARAN ABS
TECANYL 731
TECANYL 731
TECANYL GF30
TECANYL GF30
TECAFINE PMP
TECAFINE PMP
TECAPRO MT
TECAPRO MT
TECAFORM AD
TECAFORM AD
TECAFORM AH
TECAFORM AH
TECAFORM AH GF25
TECAFORM AH GF25
TECAMID 6
TECAMID 6
TECAMID 6 GF30
TECAMID 6 GF30
TECAMID 66
TECAMID 66
TECAMID 66 GF30
TECAMID 66 GF30
TECAMID 66 CF20
TECAMID 66 CF20
TECAMID 46
TECAMID 46
TECAST T
TECAST T
TECARIM 1500
TECARIM 1500
TECAPET
TECAPET
TECADUR PBT GF30
TECADUR PBT GF30
TECANAT
TECANAT
TECANAT GF30
TECANAT GF30
TECAFLON PVDF
TECAFLON PVDF
TECASON S
TECASON S
TECASON P MT farbig
TECASON P MT farbig
TECAPEI
TECAPEI
TECATRON
TECATRON
TECATRON GF40
TECATRON GF40
TECATRON PVX
TECATRON PVX
TECAPEEK
TECAPEEK
TECAPEEK GF30
TECAPEEK GF30
TECAPEEK CF30
TECAPEEK CF30
TECAPEEK PVX
TECAPEEK PVX
TECATOR 5013
TECATOR 5013
TECASINT 1011
TECASINT 1011
TECASINT 2011
TECASINT 2011
TECASINT 4011
TECASINT 4011
TECASINT 4111
TECASINT 4111
0
Zugfestigkeit
Streckspannung
52
20
40
60
80 100 120 140 160
40
60
80
100
130
0
Streckdehnung
Bruchdehnung
20
20
40
60
80
100
Druckfestigkeit [MPa]
0
Kugeldruckhärte [MPa]
10
20
30
40
50
60
TECARAN ABS
TECARAN ABS
TECANYL 731
TECANYL 731
TECANYL GF30
TECANYL GF30
TECAFINE PMP
TECAFINE PMP
TECAPRO MT
TECAPRO MT
TECAFORM AD
TECAFORM AD
TECAFORM AH
TECAFORM AH
TECAFORM AH GF25
TECAFORM AH GF25
TECAMID 6
TECAMID 6
TECAMID 6 GF30
TECAMID 6 GF30
TECAMID 66
TECAMID 66
TECAMID 66 GF30
TECAMID 66 GF30
TECAMID 66 CF20
TECAMID 66 CF20
TECAMID 46
TECAMID 46
TECAST T
TECAST T
TECARIM 1500
TECARIM 1500
TECAPET
TECAPET
TECADUR PBT GF30
TECADUR PBT GF30
TECANAT
TECANAT
TECANAT GF30
TECANAT GF30
TECAFLON PVDF
TECAFLON PVDF
TECAFLON PTFE
TECASON S
TECASON S
TECASON P MT farbig
TECASON P MT farbig
TECAPEI
TECAPEI
TECATRON PVX
TECATRON
TECAPEEK
TECATRON GF40
TECAPEEK GF30
TECATRON PVX
TECAPEEK CF30
TECAPEEK
TECAPEEK PVX
TECAPEEK GF30
TECATOR 5013
0
100
200
300
400
0
100
200
300
400
TECAPEEK CF30
TECAPEEK PVX
0
10
20
30
40
50
60
Druckfestigkeit 1 %
Druckfestigkeit 2 %
53
Verarbeitungseinflüsse auf Prüfergebnisse
Die makroskopischen Eigenschaften thermoplastischer
Kunststoffe hängen stark vom jeweiligen Verarbeitungs
verfahren ab. So zeigen beispielsweise spritzgegossene
Bauteile aufgrund der verarbeitungstypischen höheren
Schergeschwindigkeiten eine deutlich stärker ausgeprägte
Orientierung der Makromoleküle und ggf. der Additive in
Füllrichtung als beispielsweise eher geringeren Scher
geschwindigkeiten ausgesetzte Halbzeuge, die mittels
Extrusion hergestellt werden. Besonders Additive mit hohem Aspektverhältnis (bspw. Glas- oder Kohlenstofffasern)
neigen dazu, sich bei höheren Schergeschwindigkeiten
vorwiegend in Fließrichtung auszurichten. Die hierdurch
entstehende Anisotropie bedingt beispielsweise bei spritzgegossenen Probekörpern höhere Festigkeiten im Zugversuch, da hier die Fließrichtung der Prüfrichtung entspricht.
Zudem hat auch die thermische Vorgeschichte eines thermoplastischen Kunststoffes einen erheblichen Einfluss auf
die jeweiligen Eigenschaftswerte. Tendenziell unterliegen
spritzgegossene Bauteile einem schnelleren Abkühlvorgang als extrudierte Halbzeuge, so dass speziell bei teilkristallinen Kunststoffen ein Unterschied im Kristallinitätsgrad feststellbar ist.
Ebenso wie das Verarbeitungsverfahren haben auch die unterschiedlichen Halbzeugformen (Rundstab, Platte, Hohlstab) sowie die unterschiedlichen Halbzeugabmessungen
(Durchmesser und Dicke) einen Einfluss auf die makroskopischen Eigenschaften und die ermittelten Kennwerte.
Die unten stehende Tabelle gibt einen schematischen
Überblick über die Einflüsse auf typische Eigenschaften
der jeweiligen Verarbeitungsverfahren.
Um in diesem Zusammenhang die verschiedenen Prüfergebnisse vergleichbar zu machen, wird in der DIN EN
15 860 die Probekörperentnahme aus Rundstäben mit
Durchmessern von 40 – 60 mm wie folgt festgelegt:
Prüfkörper aus extrudiertem und zerspanten Halbzeug
Ungeordnete Ausrichtung der Fasern und Makromoleküle
Probekörper
Prüfkörper spritzgegossen
Ausrichtung der Fasern und Makromoleküle
in Prüfrichtung (parallel zur Fließrichtung)
dDurchmesser
w
sDicke
ss w
wBreite
d
d
Tendenzieller Verarbeitungseinfluss auf Eigenschaftswerte
unverstärkte
thermoplastische Kunststoffe
faserverstärkte
thermoplastische Kunststoffe
Spritzguss
Extrusion
Spritzguss
Extrusion
Zugfestigkeit
•
•
•
•
E-Modul
•
•
•
•
Bruchdehnung
•
•
•
•
54
d/4
d/4
d/4
d/4
s
w
d
tt
w
w
d
d
d/4
d/4
d/4
d/4
d/4
d/4
Tribologische Eigenschaften
Kunststoffe sind im Allgemeinen gute Gleitwerkstoffe mit
geringen Reibungszahlen. Umgekehrt ist die Verschleißbeständigkeit auch im Trockenlauf hoch. Ähnlich wie bei
den mechanischen Eigenschaften hängen die tribologischen Eigenschaften stark von den Umgebungsbedingungen ab, also dem Gleitsystem. Großen Einfluss haben hier
die Belastung, die Gleitgeschwindigkeit und die Bewegungsform (oszillierend, rotierend …). Außerdem haben
auch die Werkstoffeigenschaften der Gleitpartner und ihre
Oberflächenbeschaffenheit Einfluss auf die Gleiteigenschaften des Systems.
Beispielsweise verursachen raue Oberflächen von härteren
Gleitpartnern (Stahl) bei den weicheren Gegenlaufpartnern eher Verschleiß. Ebenso werden bei Kombinationen
aus hohen Gleitgeschwindigkeiten und hohen Pressungen
die Gleitpartner stark beansprucht.
Aufgrund dieser Zusammenhänge sind tribologische
Größen (wie beispielsweise der Reibungskoeffizient und
der Verschleiß) stets in Abhängigkeit vom Prüfsystem zu
betrachten. Typische Messmethoden werden in der ISO
7148 beschrieben (z. B. Kugel-Prisma, Stift-Scheibe). Dennoch sollten bei Lebensdauer-Berechnungen o. ä. anwendungsnahe Untersuchungen durchgeführt werden.
Folgende Grafik soll anhand des Werkstoffs TECAFORM
AD (POM-H) die Abhängigkeit der Reibungszahlen von
Belastung und Gleitgeschwindigkeit unter verschiedenen
Gleitbedingungen verdeutlichen:
Reibungszahl f
1,0
0,70
0,50
Geschwindigkeit v
[mm/s]
0,30
0,20
210
0,1
0,07
0,05
170
130
0,03
90
0,02
50
0,01
Last [N]
1,0
3,0
6,0
Kugel-Prisma Versuch bei verschiedenen Laststufen und
verschiedenen Gleitgeschwindigkeiten bei TECAFORM AD (POM-H)
Tribologisches System nach H. Czichos
Beanspruchungskollektiv •
Tribologisches Prüfsystem •
Tribologische Messgrößen
Bewegungsform
a
b
c
d
Reibungskraft FR
Bewegungsablauf
Belastung FS
Grundkörper
Gegenkörper
Zwischenstoff
Umgebungsmedium
d
Geschwindigkeit v
Temperatur T
Beanspruchungsdauer t
c
b
a
Reibungszahl µ = FR / FS
Verschleissbeitrag S
Reibungstemperatur TR
Elektrischer
Übergangswiderstand RÜ
Schallemission
Oberflächengrößen:
Oberflächenrauheit
Oberflächenzusammensetzung
Quelle: Czichos, H. – The principles of system analysis and their application to tribology ASLE Trans. 17 (1974), S. 300 / 306
55
Reibungskennzahlen
0
Reibungszahl versus Verschleiß
0,1
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
0
TECAMID 6
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,6
TECAMID 66
TECAST T
TECAST L
TECAPEEK
TECAGLIDE
TECAFORM AD
TECAFORM AD AF
0,5
TECAFORM AH
TECAPET
TECAFLON PVDF
TECATRON PVX
TECAPEEK
TECAPEEK TF10 blau
0,4
TECAPEEK PVX
TECATOR 5031
TECAMID 66
TECASINT 2021
TECAMID 6
Mittlere Reibungszahl
Mittlere Haftreibungszahl
TECAST T
Stift-Scheibe Prüfungen gegen
Stahl, trocken, RT; Laststufe: 3N
bei mittlerer Geschwindigkeit
TECAFLON PVDF
0,3
Verschleißkennzahlen
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
TECATRON PVX
TECAMID 6
0,2
TECAMID 66
TECAST L
TECAST T
TECAST L
TECAFORM AD
TECAGLIDE
TECAFORM AD AF
TECAFORM AH
TECAPET
TECAFLON PVDF
TECATRON PVX
TECAPEEK
TECAPEEK TF10 blau
TECAPEEK PVX
TECATOR 5031
TECASINT 2021
Rotierend Kugel-Prisma gegen Stahl, trocken, RT,
Laststufe: 30N über 100h bei mittlerer Geschwindigkeit
56
• Mittlere Verschleißrate [mm]
TECAFORM AD
TECAPEEK PVX
0,1
TECAFORM AH
TECAPEEK TF10 blau
TECAPET
TECAFORM AD AF
TECAGLIDE
0
0
0,1
0,2
0,3
• Mittlere Reibungszahl [–]
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Elektrische Eigenschaften
Oberflächenwiderstand
Der spezifische Oberflächenwiderstand beschreibt den
Widerstand, den ein Material an der Oberfläche dem
Stromfluss entgegensetzt. Dies wird durch das Verhältnis
von angelegter Spannung (in Volt) und entstehendem
Strom (in Ampere) mit Hilfe des Ohm’schen Gesetzes ausgedrückt. Daher ist die Einheit des spezifischen Oberflächenwiderstands Ohm (1 Ω = 1 V/A).
Zur Messung muss eine genormte Anordnung verwendet
werden, da der spezifische Oberflächenwiderstand von verschiedenen Faktoren abhängig ist:
ˌˌWerkstoff
ˌˌLuftfeuchtigkeit
ˌˌVerunreinigungen auf der Oberfläche
ˌˌMessanordnung
Zudem ist es unvermeidbar, dass bei der Messung des
Oberflächenwiderstands der Durchgangswiderstand zu
einem nicht bestimmbaren Anteil mit einfließt.
Spezifischer Durchgangswiderstand
Der spezifische Durchgangswiderstand bezeichnet den
elektrischen Widerstand eines homogenen Werkstoffs gegen den Stromfluss durch die Probe. Da der Durchgangswiderstand vieler Materialien dem Ohm’schen Gesetz
folgt, ist er unabhängig von der angelegten Spannung und
kann proportional zur Länge oder umgekehrt proportional
zum Querschnitt der gemessenen Probe angegeben werden. Die Einheit des spezifischen Durchgangswiderstands
ist daher Ω cm.
Durchschlagfestigkeit
Die Durchschlagfestigkeit ist die Widerstandsfähigkeit von
Isolierwerkstoffen gegen Hochspannung. Der Kennwert
ist der Quotient aus der Spannung und der Probenkörperdicke (Maßeinheit kV/mm). Besonders entscheidend ist
die Durchschlagfestigkeit bei dünnwandigen Bauteilen.
Hinweis: Bei schwarzen Werkstoffen, die mit Ruß eingefärbt wurden, kann es zu einer starken Reduktion der
Durchschlagfestigkeit kommen.
Dielektrischer Verlustfaktor
Der dielektrische Verlustfaktor stellt den Energieverlust
eines Materials durch Dipolbewegung der Moleküle bei
dielektrischen Anwendungsbereichen mit Wechselspannung dar.
Ein hoher Verlustfaktor verursacht Wärmeentwicklung in
dem Kunststoffteil, das als Dielektrikum wirkt. Der Verlustfaktor von Kunststoffisolatoren in Hochfrequenzanwendungen wie Radargeräten, Antennenanwendungen
und Mikrowellenteilen sollte daher möglichst niedrig sein.
Der Verlustfaktor ist abhängig von
ˌˌFeuchtigkeitsgehalt
ˌˌTemperatur
ˌˌFrequenz
ˌˌSpannung
Kriechstromfestigkeit
Um zu bestimmen ob ein Werkstoff isolierend wirkt,
wird häufig die Kriechstromfestigkeit (CTI – Comparative
Tracking Index) herangezogen. Diese gibt eine Aussage
über die Isolationsfestigkeit der Oberfläche (Kriechstrecke)
von Isolierstoffen. Selbst bei gut isolierenden Kunststoffen
können jedoch Feuchtigkeit und Verunreinigungen auf
der Oberfläche (auch temporär) zu einem Versagen des
Bauteils führen.
Häufig sind Kriechströme dabei von kleinen Lichtbögen
begleitet, die im Falle ungleichmäßiger Verschmutzung
gut isolierende Bereiche überbrücken können. Dadurch
kann sich der Isolierwerkstoff thermisch zersetzen; es entstehen sogenannte Kriechspuren. Wenn diese Schädigung
fortschreitet, bildet sich ein Kriechweg aus. Ein solcher
Kriechweg kann eine so hohe Leitfähigkeit entwickeln,
dass er zu einem Kurzschluss führt.
Zu beachten ist, dass die Kriechstromfestigkeit durch
Werkstoffzusätze, insbesondere Farbpigmente, stark beeinflusst werden kann.
57
Elektrischer Widerstand [Ω]
0
2
4
6
Durchschlagfestigkeit [kV/mm]
8
10
12
14
16
18
80
0
50
100
150
200
250
300
TECARAN
ABS
TECANYL
731
TECAPEEK
TECAFORM
AD
70
TECAFORM
AH
TECAFORM
AH SD
TECAFORM
AH ELS
60
TECAMID 6
TECAMID 66
TECAMID 66
CF20
50
TECAFORM AH
TECAMID 46
TECAST T
TECARIM
1500
40
TECAFORM AD
TECAPET
TECANAT
TECAMID 6 GF30
TECASON S
30
TECAPEI
TECATRON
GF40
TECATOR 5013
TECATRON
PVX
20
TECAPEEK
• Durchschlagfestigkeit [kV/mm]
TCAPEEK
PVX
TECAPEEK
CF30
TECAPEEK
ELS nano
TECATOR
5013
TECASINT
2011
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
10
TECAMID 6
TECAFORM AH SD
0
0
50
100
150
• Dauergebrauchstemperatur [°C]
Spezifischer Oberflächenwiderstand [Ω]
Spezifischer Durchgangswiderstand [Ωcm]
58
TECATRON GF40
200
250
300
Kriechstromfestigkeit [V]
0
100
200
Leitfähigkeitsbereiche
Oberflächenwiderstand [Ω]
300
400
500
600
700
TECANYL
731*
Standardkunststoff
TECAPRO
MT*
TECAFORM
AD
TECAFORM
AH
TECAFORM
AH SD
isolierend
1016
1014
SD
antistatisch
1012
Kunststoffe
ohne Kohlefasern
oder Leitfähigkeitsadditive
TECAMID 6
TECAMID 6
MO
TECAMID 6
GF30
TECAMID 66
GF30
TECAMID 66
MH
1010
statisch
leitfähig
108
106
TECAFORM
AH SD
ELS
Metall
leitfähig
leitend
104
102
100
10-2
10-4
TECAFORM AH ELS
TECAPEEK ELS nano
Kohlefasergefüllte Werkstoffe
TECAMID 46*
TECAST T
TECAPET*
TECANAT*
TECASON S*
TECAPEI*
TECATRON
GF40
TECAPEEK
TECAPEEK
GF30*
TECASINT
2011*
0
100
200
300
400
500
600
700
* Literaturwerte
59
Chemikalienbeständigkeit
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
o
o
o
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
o
+
–
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
–
–
+
o
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
o
+
–
–
–
–
–
–
–
+
–
+
–
–
–
–
o
–
o
–
–
+
+
o
–
–
–
–
+
–
o
+
+
–
+
o
+
–
–
–
–
+
+
+
–
+
+
+
–
o
+
+
+
+
–
+
o
+
–
+
+
+
o
+
o
–
o
o
+
+
+
–
–
+
o
+
o
o
+
+
+
+
+
+
+
o
–
–
o
+
o
–
–
+
–
–
+
–
+
+
+
o
–
o
+
+
o
+
–
–
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
–
+
+
+
+
+
o
–
+
+
+
+
+
–
–
+
+
+
o
+
+
+
+
+
o
+
–
–
+
+
+
+
+
+
+
+
o
–
o
+
o
+
o
o
+
+
o
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
TECAFINE PE (PE)
o
o
–
TECAFINE PP (PP)
TECANAT (PC)
TECARIM (PA 6 C + Elastomer)
+
+
–
o
+
+
+
+
+
+
+
o
o
–
+
+
o
+
–
–
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
o
+
+
o
o
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+ beständig o bedingt beständig – nicht beständig auch abhängig von Konzentration, Zeit und Temperatur
60
TECANYL (PPE)
–
+
+
–
+
o
+
+
o
+
–
o
+
o
+
+
+
o
+
+
o
–
o
+
+
+
o
–
+
+
+
–
+
+
+
o
+
+
–
o
o
o
+
+
o
–
o
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
–
o
+
o
TECARAN ABS (ABS)
o
–
+
–
–
o
–
+
–
o
–
–
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
TECASON S (PSU)
–
+
–
–
+
–
+
–
+
–
+
+
+
+
o
+
+
+
–
o
+
+
+
+
–
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
–
–
+
o
+
+
+
–
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
o
+
+
TECAFORM AD (POM-H)
+
o
+
o
+
–
+
+
+
o
+
+
–
+
+
–
+
–
–
+
–
+
–
+
o
+
+
+
+
–
+
+
+
–
o
+
+
+
+
–
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
–
–
+
o
+
+
+
–
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
o
+
+
TECAFORM AH (POM-C)
–
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
–
+
o
+
+
o
+
o
TECAPET (PET), TECADUR PBT (PBT)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
o
–
–
+
o
–
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
TECAMID 11, 12 (PA 11, 12)
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
o
TECAMID 46, 66 (PA 46, 66)
+
+
–
–
+
TECAMID 6 (PA 6)
+
+
o
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
–
+
o
–
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
TECASON P (PPSU)
+
+
+
+
+
informieren. Sie haben somit nicht die Bedeutung, die
chemische Beständigkeit der Produkte oder deren Eignung
für einen konkreten Einsatzzweck rechtlich verbindlich
zuzusichern. Etwa bestehende gewerbliche Schutzrechte
sind zu berücksichtigen. Für eine konkrete Anwendung ist
ein Eigennachweis zu empfehlen. Normprüfungen erfolgen im Normalklima 23/50 nach DIN 50 014.
TECASON E (PES)
+
+
+
TECAPEI (PEI)
+
+
+
TECATRON (PPS)
+
+
–
TECAPEEK (PEEK)
TECAPEEK HT, ST (PEK, PEKEKK)
Acetamid 50%
Aceton
Ameisensäure, wässrig 10%
Ammoniak, wässrig 10%
Anon
Benzin
Benzol
Bitumen
Borsäure, wässrig 10%
Butylacetat
Calciumchlorid, wässrig 10%
Chlorbenzol
Chloroform
Cyclohexan
Cyclohexanon
Dieselöl
Dimethylformamid
Diocthylphthalat
Dioxan
Essigsäure, konzentriert
Essigsäure, wässrig 10%
Essigsäure, wässrig 5%
Ethanol 96%
Ethylacetat
Ethylether
Ethylenchlorid
Flusssäure, 40%
Formaldehyd, wässrig 30%
Formamid
Freon, Frigen, flüssig
Fruchtsäfte
Glykol
Glysantin, wässrig 40%
Glyzerin
Harnstoff, wässrig
Heizöl
Heptan, Hexan
Isooctan
Isopropanol
Jodtinktur, alkoholisch
Kalilauge, wässrig 50%
Kalilauge, wässrig 10%
Kaliumbichromat, wässrig 10%
TECASINT (PI)
Wichtige Kriterien zur Prüfung der chemischen Beständigkeit sind die Temperatur, die Konzentration der Agenzien, die Verweilzeit und auch mechanische Belastungen.
In der folgenden Tabelle ist die Beständigkeit gegenüber
verschiedenen Chemikalien aufgeführt. Diese Angaben
entsprechen dem heutigen Stand unserer Kenntnisse und
sollen über unsere Produkte und deren Anwendungen
+
–
+
+
–
+
+
o
–
–
–
+
–
+
–
–
+
–
+
–
–
+
+
+
–
o
+
o
+
+
+
+
+
+
+
o
o
+
+
+
–
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
–
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
–
+
o
–
–
–
–
+
o
+
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
–
+
o
+
+
o
+
+
+
–
+
–
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
o
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
o
+
–
+
+
+
+
+
+
+
o
–
o
–
+
o
+
–
–
–
+
+
+
–
–
–
+
–
–
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
o
–
–
o
+
o
o
+
+
+
–
–
–
+
+
+
+
+
+
o
+
–
–
–
+
+
–
–
+
–
+
+
–
o
+
o
–
–
+
+
+
+
+
+
–
–
–
–
–
–
–
+
+
+
o
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
o
–
+
+
+
+
+
+
+
o
–
o
+
o
+
o
+
–
+
+
+
o
+
+
–
+
–
+
+
+
+
+
+
o
+
+
o
+
o
+
+
–
+
+
+
–
+
+
+
+
o
+
+
+
–
+
+
o
o
+
–
o
o
+
–
+
+
–
–
o
o
+
o
–
–
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
o
o
o
+
+
+
–
+
+
+
o
–
+
+
o
+
+
o
–
+
o
+
–
–
+
o
–
–
–
–
+
–
–
+
+
+
+
o
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
–
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
o
o
+
+
+
+
+
+
o
+
–
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
o
o
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
o
+
–
o
o
+
–
–
+
+
+
–
–
o
+
o
+
–
–
+
o
+
o
+
o
+
o
+
+
+
+
–
+
+
–
o
o
o
+
+
o
o
o
+
o
+
+
+
+
–
+
+
o
+
+
o
–
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
o
o
o
+
+
+
–
+
+
+
+
–
–
+
–
+
+
–
–
–
–
+
–
+
+
+
+
+
+
–
+
+
TECANYL (PPE)
+
+
+
+
o
o
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
o
–
–
+
o
+
–
TECARAN ABS (ABS)
TECAPET (PET), TECADUR PBT (PBT)
TECANAT (PC)
+
+
+
+
+
o
–
+
+
+
+
o
+
o
o
+
+
+
+
–
+
+
+
o
+
–
–
+
+
o
+
–
+
o
+
+
+
+
+
+
+
o
–
o
–
+
–
+
–
–
–
–
o
+
–
o
–
+
–
–
+
+
+
+
+
+
o
–
+
+
+
+
+
o
+
+
+
o
–
–
o
+
o
o
o
TECARIM (PA 6 C + Elastomer)
TECASON E (PES)
TECAPEI (PEI)
TECATRON (PPS)
TECAPEEK (PEEK)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
–
+
+
+
+
o
+
–
+
+
+
+
+
+
+
o
–
o
–
+
o
+
–
–
–
+
+
+
–
–
–
+
–
–
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
o
–
–
o
+
+
o
o
TECAFINE PE (PE)
–
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
–
+
+
+
+
o
+
–
+
+
+
+
+
+
+
o
–
o
–
+
o
+
–
–
–
+
+
+
–
–
–
+
–
–
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
o
–
–
o
+
+
o
o
TECAFINE PP (PP)
+
+
+
o
+
–
+
+
+
+
+
+
+
o
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
o
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
o
TECAFORM AD (POM-H)
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
TECAFORM AH (POM-C)
+
+
+
+
+
+
+
o
–
+
+
+
o
–
–
+
TECAMID 11, 12 (PA 11, 12)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
o
–
+
TECAMID 46, 66 (PA 46, 66)
+
o
–
+
+
+
–
–
+
o
+
+
+
TECAMID 6 (PA 6)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
TECASON S (PSU)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
–
+
+
+
+
–
+
+
+
+
o
+
o
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
–
–
+
+
+
+
+
+
+
+
TECASON P (PPSU)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
o
+
+
+
+
o
–
+
+
o
+
+
+
+
o
o
+
–
+
+
+
–
+
–
+
TECAPEEK HT, ST (PEK, PEKEKK)
TECASINT (PI)
Kaliumpermanganat, wässrig 1%
Kupfer(II)Sulfat, 10%
Leinöl
Methanol
Methylethylketon
Methylenchlorid
Milch
Milchsäure, wässrig 90%
Milchsäure, wässrig 10%
Natriumcarbonat, wässrig 10%
Natriumchlorid, wässrig 10%
Natriumdisulfit, wässrig 10%
Natriumnitrat, wässrig 10%
Natriumthiosulfat, wässrig 10%
Natronlauge, wässrig 5%
Natronlauge, wässrig 50%
Nitrobenzol
Oxalsäure, wässrig 10%
Ozon
Paraffinöl
Perchlorethylen
Petroleum
Phenol, wässrig
Phosphorsäure, konzentriert
Phosphorsäure, wässrig 10%
Propanol
Pyridin
Salicylsäure
Salpetersäure, wässrig 2%
Salzsäure, wässrig 2%
Salzsäure, wässrig 36%
Schwefelkohlenstoff
Schwefelsäure, konzentriert 98%
Schwefelsäure, wässrig 2%
Schwefelwasserstoff, wässrig
Seifenlösung, wässrig
Siliconöle
Sodalösung, wässrig 10%
Speisefette, Speiseöle
Styrol
Teer
Tetrachlorkohlenstoff
Tetrahydrofuran
Tetralin
Toluol
Trafoöl
Triethanolamin
Trichlorethylen
Vaseline
Wachs, geschmolzen
Wasser, kalt
Wasser, warm
Wasserstoffperoxyd, wässrig 30%
Wasserstoffperoxyd, wässrig 0,5%
Wein, Weinbrand
Weinsäure
Xylol
Zinkchlorid, wässrig 10%
Zitronensäure, wässrig 10%
+
+
+
+
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
–
+
+
+
+
+
–
–
+
–
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+ beständig o bedingt beständig – nicht beständig auch abhängig von Konzentration, Zeit und Temperatur
61
Feuchtigkeitsaufnahme
Die Feuchtigkeits- oder Wasseraufnahme ist die Fähigkeit
eines Werkstoffs, aus der Umgebung (Luft, Wasser) Feuchtigkeit aufzunehmen. Die Höhe der Feuchtigkeitsaufnahme ist abhängig von der Art des Kunststoffs sowie den
Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Kontaktzeit. Beeinflusst werden können vor allem
Materialeigenschaften wie die Dimensionsstabilität, die
mechanische Festigkeit sowie elektrische Eigenschaften
wie der elektrische Widerstand und der dielektrische Verlustfaktor.
Besonders Polyamide neigen im Vergleich zu anderen
thermoplastischen Kunststoffen zu einer erhöhten Wasseraufnahme. Diese Eigenschaft führt bei Fertigteilen zu
Dimensionsänderungen und niedrigeren Festigkeitswerten. Zudem verändert sich das elektrische Isolierverhalten.
Aus diesem Grund muss besonders bei Bauteilen mit engen Toleranzen die Eignung von Polyamid vorab geprüft
werden.
Neben den Polyamiden zeigen auch die meisten Polyimide
eine verhältnismäßig hohe Feuchteaufnahme. Diese Eigenschaft hat bei dieser Werkstoffgruppe vor allem zur
Folge, dass die Materialien eine sehr geringe Hydrolyse
beständigkeit (feuchte Umgebung bei hohen Temperaturen) aufweisen.
Feuchteaufnahme 96 h [%]
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
16
15
14
TECAFLON PVDF
13
TECAFLON PTFE
12
11
TECAFORM AH
10
9
TECAMID 66
8
TECAMID 6
TECAPET
7
TECANAT
6
TECAPEEK
TECAPEI
• Thermische Längenausdehnung [10–5 1/K]
5
TECATRON
TECAFLON PTFE
4
TECADUR PBT GF30
TECASON P
3
TECAMID 46
TECATRON GF 40
TECAMID 66 GF 30
2
TECAPEEK
Stahl
1
0
0
0,1
0,2
0,3
• Feuchteaufnahme [%]
62
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Flammschutzklassifizierung
Im Hinblick auf die Flammschutzklassifizierung sind
verschiedene Eigenschaften relevant. Unter Brennbarkeit
versteht man die Eigenschaft von Stoffen, bei genügender
Aktivierungsenergie mit Sauerstoff zu reagieren und dabei
Licht und Wärme abzugeben. Nur brennbare Stoffe können auch verbrennen.
Eine weitere wichtige Eigenschaft eines Stoffes ist die Entflammbarkeit. Die meisten organischen Verbindungen
sind bei direkter Energiezufuhr brennbar. Manche Kunststoffe, insbesondere Hochleistungskunststoffe, sind jedoch
von Haus aus schwer entflammbar oder sogar inhärent
selbstverlöschend und damit unter Brandschutz-Gesichtspunkten verwendbar.
Zur Überprüfung des Brennverhaltens von Polymeren gibt
es verschiedene Standards, um diese flammschutztechnisch zu klassifizieren. In der Regel wird hier meist die
international gebräuchliche Brennbarkeitsprüfung nach
UL94 durchgeführt.
Die Einstufung der Brandklassen nach UL94 erfolgt im
Wesentlichen nach folgenden Kriterien:
ˌˌUL94-HB (Horizontal Burning): Brennt und tropft ab.
ˌˌUL94-V2 (Vertical Burning): Brennzeit < 30 Sekunden.
Nach wiederholtem Beflammen: Brennzeit
< 250 Sekunden, brennendes Abtropfen möglich
Nach wiederholtem Beflammen:
Brennzeit < 250 Sekunden, kein brennendes Abtropfen.
Nach wiederholtem Beflammen:
Brennzeit < 50 Sekunden, kein brennendes Abtropfen.
Brennbarkeitsprüfungen nach UL94 werden meist an
Rohwaren durchgeführt. Neben der Prüfung nach den
Vorgaben der UL oder bei einem UL-akkreditierten Labor
kann eine Listung (mit sogenannten Yellow Cards) bei der
UL selbst erfolgen. Es muss deshalb unterschieden werden
zwischen Werkstoffen, die eine UL-Listung aufweisen und
Materialien, die nur den Anforderungen der jeweiligen
UL-Klassifizierungen entsprechen (ohne Listung).
Neben der Flammschutzklassifizierung nach UL94 existieren branchenspezifisch viele weitere Prüfungen bezüglich
des Brandverhaltens von Kunststoffen. Hierbei wird je
nach Branche nicht nur das Brandverhalten, sondern unter
Umständen auch die Rauchentwicklung, das Abtropfverhalten sowie die Rauchgastoxizität bewertet.
Beispiele für typische weitere
Flammschutzklassifikationsprüfungen
Bahnprüfnormen ˌˌDIN ISO 5510-2
ˌˌCEN TS 45545-2
ˌˌNFF 16101
Luft- und Raumfahrt
ˌˌFAR25-853
Automotive
ˌˌFMVSS 302
63
Kunststoffe kommen je nach Einsatzbereich mit verschiedenen Strahlungen in Kontakt, die zum Teil die Struktur
der Kunststoffe nachhaltig beeinflussen. Das Spektrum
der elektromagnetischen Wellen reicht von Rundfunkwellen mit großer Wellenlänge über das normale Tageslicht
mit kurzwelligen UV-Strahlen, bis zu den sehr kurzwelligen Röntgen- und Gammastrahlen. Je kurzwelliger eine
Strahlung ist, umso mehr kann ein Kunststoff geschädigt
werden.
Elektromagnetische Strahlung
Eine wichtige Kenngröße im Zusammenhang mit elektromagnetischen Wellen ist der dielektrische Verlustfaktor,
der den Energieanteil beschreibt, der vom Kunststoff
aufgenommen werden kann. Kunststoffe mit hohen dielektrischen Verlustfaktoren erwärmen sich im elektrischen Wechselfeld stark und sind daher nicht als Hoch
frequenz- und Mikrowellenisolierwerkstoffe geeignet. So
kann es zum Beispiel bei Polyamiden aufgrund ihrer
hohen Feuchteaufnahme in einer Mikrowellenanwendung
zum Brechen /Explodieren des Kunststoffs kommen (eingelagerte Wassermoleküle dehnen sich stark aus).
Ultraviolette Strahlung
UV-Strahlung durch Sonnenlicht ist vor allem bei ungeschützten Freiluftanwendungen entscheidend. Von Natur
aus sehr widerstandsfähige Kunststoffe sind in der Fluorkunststoffgruppe vertreten: z. B. PTFE und PVDF. Ohne
entsprechende Schutzmaßnahmen beginnen verschiedene
Kunststoffe in Abhängigkeit der Einstrahlung zu vergilben
und zu verspröden. UV-Schutz wird meist durch Additive
(UV-Stabilisatoren, Schwarzeinfärbung mittels Ruß) oder
Oberflächenschutz (Lack, Metallisierung) erreicht. Die Zugabe von Ruß ist eine kostengünstige und sehr wirksame
Methode zur Stabilisierung vieler Kunststoffe.
In diesem Zusammenhang möchten wir auch auf unsere
Informationen zur Licht- und Witterungsbeständigkeit von
Kunststoffen sowie unsere Produkthandhabungs- und
Lagerungsempfehlungen verweisen (� S. 86).
64
Ionisierende Strahlung
Ionisierende Strahlung wie Gamma- und Röntgenstrahlen
sind in der medizinischen Diagnostik, Strahlentherapie,
bei der Sterilisation von Einmalartikeln als auch in der
Werkstoffprüfung und Messtechnik sowie in radioaktiven
oder anderen strahlenden Umgebungen häufig anzutreffen. Die energiereiche Strahlung führt dabei oft zu einer
Verringerung der Dehnung und damit zur Versprödung.
Die Lebensdauer des Kunststoffs ist dabei abhängig von
der Gesamtdosis der absorbierten Strahlung. Als sehr gut
widerstandsfähig gegen Gamma- und Röntgenstrahlung
haben sich z. B. PEEK HT, PEEK, PI und die amorphen
Schwefelpolymere erwiesen. Sehr empfindlich und praktisch ungeeignet sind dagegen PTFE und POM.
Die Einwirkung von energiereicher Strahlung führt bei
den meisten Kunststoffen zu einem Abbau oder einer Vernetzung der Makromolekülen. Ist Luftsauerstoff bei der
Einwirkung von energierreicher Stahlung zugegen, tritt in
der Regel ein oxidativer Abbau des Materials auf. Dabei diffundieren die Sauerstoffmoleküle in den Kunststoff und
besetzen die durch die Strahlung freigewordenen Valenzen. Ist kein Sauerstoff vorhanden, führt die Strahlung
eher zu einer Spaltung der Molekülketten und einer Nachvernetzung. Meist treten beide Varianten in unterschiedlichen Ausmaßen gleichzeitig auf. In jedem Fall führt der
Einfluss von energiereicher Strahlung zu einer Veränderung der mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Steifigkeit, Härte oder Versprödung). Dieser Einfluss auf die
mechanischen Eigenschaften verstärkt sich unter dem Einfluss der Strahlendosis langsam. Es tritt somit kein plötzlicher Rückgang auf.
Die Angaben der Beständigkeit von Kunststoffen (wie in
der folgenden Tabelle zu sehen) sind grundsätzlich nur als
Anhaltspunkte zu sehen, da verschiedene Parameter mitentscheidend sind (z. B. Teilegeometrie, Dosierleistung,
mechanische Belastungen, Temperatur oder das umgebende Medium). Eine pauschale Angabe von Schädigungsdosen für die einzelnen Kunststoffe ist daher nicht möglich.
Witterungsbeständigkeit
Strahlenbeständigkeit [kGy]
Verhalten bei
MaterialFreibewitterung
TECAFORM
AH natur
–
(
TECAFORM
AH schwarz
+)
(
TECAFORM
AH ELS
+)
–
(
TECAPET
schwarz
+)
TECAMID
6
–
(
TECAM
6 MO
+)
(
TECAMID
6 GF30 schwarz
+)
TECAST
T
–
(
TECAST
TM
+)
TECAFLON
PVDF
+
TECAFLON
PTFE
+
TECASON
S
–
TECAPEI
–
TECATRON
GF40
–
(
TECATRON
PVX
+)
TECAPEEK
–
TECAPEEK
schwarz
–
TECAPET
0
500
1000
1500
TECAFINE PE
TECAFINE PP
TECAFORM
AH
TECAMID
6 / 66
TECAPET /
TECADUR PET
TECAPET
TECANAT
TECAFLON
PTFE
TECAFLON
PVDF
TECASON S
TECATRON
TECAPEEK
20000
TECASINT
40000
0
500
1000
1500
Strahlendosis in Kilogray [kGy], welche die
Dehnung um weniger als 25 % verringert
65
Bescheinigungen und Zulassungen
Um sicherzustellen, dass unsere Produkte dem aktuellen
Stand geltender Normen und Vorschriften entsprechen, ist
es notwendig, die Regularien zu kennen und ständig zu
prüfen. Über unser Product Compliance Management stellen wir die Einhaltung dieser Regeln für unsere Werkstoffe
und die Produktion sicher und stellen Ihnen die entsprechenden Bescheinigungen hierfür aus.
Lebensmittelzulassungen
Materialien, die mit Lebensmitteln direkt in Kontakt kommen, sind nach guter Herstellungspraxis so zu fertigen,
dass sie unter normalen oder vorhersehbaren Verwendungsbedingungen keine Bestandteile auf Lebensmittel in
Mengen abgeben, die geeignet sind, die menschliche Gesundheit zu gefährden.
Ensinger liefert Werkstoffe, die Grundlage verschiedenster
Produkte und Verarbeitungsanwendungen sind. Diese
wiederum unterliegen teilweise behördlichen Anforderungen. Das Produktportfolio von Ensinger enthält Materialien mit verschiedenen Zulassungen, die unter anderem
folgende Bereiche umfassen:
ˌˌLebensmittelkontakt (u. a. nach FDA, BfR, 10/2011/EG,
1935/2004/EG, 2002/72/EG, 3A SSI)
ˌˌBiokompatibilität (u. a. nach ISO 10993, USP Class VI)
ˌˌTrinkwasserkontakt (u. a. KTW, WRAS, NSF61)
ˌˌBrennbarkeit (u. a. UL94, BAM)
ˌˌVerwendung gefährlicher Stoffe (u. a. RoHS)
ˌˌWeitere Zulassungen
Diese Vorgabe wird in lebensmittelrechtlichen Richtlinien
definiert und durch Prüfungen, Kontrollen und Vorgaben
sichergestellt. Maßgebliche Institutionen sind die FDA
(Food and Drug Administration) in den USA, das BfR
(Bundesinstitut für Risikobewertung) in Deutschland und
die EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) für die EU. Im Blickpunkt stehen dabei vor allem die
Regularien der EU (1935/2004/EG, 10/2011/EG, …).
In enger Zusammenarbeit mit unseren Rohmateriallieferanten, Behörden und Instituten prüfen wir die möglichen
Zulassungen und stellen unter anderem durch regelmäßige Materialprüfungen sicher, dass die gefertigten Produkte
den jeweiligen behördlichen Anforderungen so weit wie
möglich entsprechen.
Detaillierte Hinweise hierzu
finden Sie in unserer Broschüre
„Kunststoffe für die Lebensmitteltechnik“
unter www.ensinger-online.com
Je nach Material bieten wir unseren Kunden an, zu den
Werkstoffen aus unserem Lieferprogramm die aufgeführten Bestätigungen auszustellen. Diese werden bei Ensinger zum Zweck der lückenlosen Rückverfolgbarkeit immer
nur in direkter Verbindung zu einem Auftrag und dem
ausgelieferten Material ausgestellt. Damit ist die Gefahr
minimiert, dass auch nicht-konforme Sonderproduktionen
versehentlich mit Bescheinigungen versehen werden und
als solche auf den Markt gelangen, wie es bei einem nicht
kontrollierbaren Download aus dem Internet der Fall sein
könnte.
Besonderes Augenmerk liegt derzeit auf Zulassungen für
den Lebensmittel- und Medizinbereich. Aufgrund der
strengen Vorgaben für diese Anwendungsbereiche möchten wir diese hier gesondert hervorheben.
66
Ensinger bietet ein breites lagerhaltiges Portfolio mit Werkstoffen, die dem BfR-, FDA- oder EU-Standard entsprechen
und in direktem Lebensmittelkontakt eingesetzt werden
können.
Medizintechnische Zulassungen
Die Biokompatibilität eines Materials ist die Voraussetzung
für dessen Einsatz in medizinischen Anwendungen mit
direktem Gewebekontakt wie Kurzzeit-Implantaten, medizinischen Geräten oder auch Medikamenten. Als biokompatibel bezeichnet man Werkstoffe oder Baugruppen, die
keine toxischen oder allergischen Reaktionen im menschlichen Körper auslösen.
Die für medizintechnische Anwendungen geeigneten
Ensinger Materialien (MT-Produkte) erfüllen die Voraussetzungen für den direkten Kontakt mit dem menschlichen
Gewebe in einem Zeitraum bis zu 24 Stunden. Spezielle
Materialien sind auch für längere Kontaktzeiten zugelassen. Für die Medizintechnik bietet Ensinger biokompatible
Hochleistungskunststoffe in einer breiten Farbvielfalt an.
Kunststoff-Halbzeuge sind per Definition keine Medizinoder pharmazeutische Produkte, sondern nur deren Vorprodukte. Da es für Kunststoff-Halbzeuge deshalb keine
genormte Vorgabe zur Bewertung der biologischen Eignung gibt, hat Ensinger aus der Vielzahl von Prüfungen
auf Biokompatibilität in der ISO 10993 und USP eine eigene Auswahl getroffen. Diese soll unseren Kunden die
größtmögliche Hilfestellung bei der Zulassung medizinischer oder pharmazeutischer Endprodukte bieten. Aus diesem Grund unterzieht Ensinger die lagerhaltigen MTHalbzeuge, die für den Einsatz in Medizinprodukten mit
einer Kontaktzeit <24h geeignet sind, in regelmäßigen Abständen einer kombinierten Prüfung: Zytotoxizität/ Wachstumsinhibition (ISO 10993-5), Hämolyse (ISO 10993-4)
und chemische Analyse/„Fingerprint“ (ISO 10993-18). Diese Prüfungen werden biologisch-toxikologisch bewertet
(ISO 10993-1). Damit folgt Ensinger den Empfehlungen
der ISO 10993-1 bezüglich einer schrittweisen biologischen
Qualifizierung.
Werksbescheinigungen
Neben Bescheinigungen zu diversen Zulassungen stellt
Ensinger auch Werksbescheinigungen nach DIN ISO
10204 aus. Hier stehen folgende Varianten zur Verfügung:
Werksbescheinigung nach 2.1
Bescheinigung, in der der Hersteller bestätigt, dass die gelieferten Erzeugnisse den Anforderungen der Bestellung
entsprechen. Keine Angabe von Prüfergebnissen.
Werkszeugnis nach 2.2
Bescheinigung, in der der Hersteller bestätigt, dass die gelieferten Erzeugnisse den Anforderungen der Bestellung
entsprechen.
Darüber hinaus Angabe nichtspezifischer Prüfungen,
durch die ermittelt werden soll, ob die Erzeugnisse nach
der gleichen Erzeugnisspezifikation, nach dem gleichen
Verfahren oder aus Vormaterial bzw. Vorerzeugnissen hergestellt worden sind und die in der Bestellung festgelegten
Anforderungen erfüllen. Die geprüften Erzeugnisse müssen nicht notwendigerweise aus der Lieferung selbst stammen, sondern können aus vergleichbaren Erzeugnissen
aus demselben Material erfolgen.
Abnahmeprüfzeugnis nach 3.1
Bescheinigung, in der durch den Hersteller bestätigt wird,
dass die gelieferten Erzeugnisse die in der Bestellung festgehaltenen Anforderungen erfüllen. Mit Angabe chargenbezogener Prüfergebnisse.
Der Hersteller darf in das Abnahmeprüfzeugnis 3.1 Prüf
ergebnisse übernehmen, die auf der Grundlage chargenspezifischer Prüfungen des Erzeugnisses oder des ver
wendeten Vormaterials bzw. der Vorerzeugnisse ermittelt
werden. Voraussetzung ist die Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit.
Die von Ensinger ausgestellte Biokompatibilität stellt jedoch nur eine Bestätigung für das Halbzeug dar. Das fertige Bauteil muss nach allen Bearbeitungsschritten noch
durch den Inverkehrbringer geprüft und zugelassen werden.
„Kunststoffe für die Medizintechnik“
67
Erst der richtige Werkstoff gibt einer Konstruktion die nötige Funktionalität, Sicherheit und Lebensdauer. In erster Linie bestimmen die Anwendungsbedingungen die Auswahl
des Materials. Neben dem geplanten Verwendungszweck
werden bei der Suche nach dem geeigneten Kunststoff aber
auch alle weitergehenden Detailforderungen in die Überlegung einbezogen.
In einer qualifizierten Werkstoffempfehlung werden die
vorliegenden Informationen mit technischen Daten und
branchenspezifischen Erfahrungswerten verglichen. Wenn
das optimale Material für die individuelle Anwendung ermittelt ist, lässt sich in der Phase der Bauteilauslegung die
Eignung eines Kunststoffs frühzeitig mit Hilfe von Berechnungen überprüfen, bevor die Werkstoffauswahl dann
durch praxisnahe Versuche bestätigt wird.
Werkstoffauswahl und Berechnungen
Werkstoffauswahl
Kriterien für die Materialauswahl
Bei der Suche nach einem geeigneten Kunststoff bestimmen die Anwendungsbedingungen die Auswahl des Materials. Aus diesem Grund müssen verschiedene spezifische
Randbedingungen bekannt und beurteilt sein, beispielsweise der geplante Verwendungszweck, die Einsatzbranche und weitergehende Details zu den Eigenschaften und
Anwendungsbedingungen. Mit Hilfe dieser Informationen
können qualifizierte Experten die Anforderungen mit technischen Werten vergleichen und bewerten. Anhand definierter Kriterien lässt sich die Materialvielfalt so immer
weiter einschränken.
Die Auswahl kann dabei jedoch nur eine Empfehlung
darstellen, die praxisnahe Versuche nicht ersetzen kann.
3.Mechanische
Belastung
4.Tribologische
Belastung
5.Chemische
Belastung
2.Thermische
Belastung
6.Geforderte
Zulassungen /
Physiologische
Unbedenklichkeit
1. Einsatzbranche
Anwendungsbereich
Materialauswahl
12. Sonderspezifikationen
11. Herstellungsverfahren,
10. Strahlen- /
Bauteil
Witterungsbeständigkeit
7. Elektrische
Anforderungen
8.Optische
Anforderungen
9.Brandverhalten
Grundsätzliche Fragen zur Werkstoffwahl
Generell sollte erst darüber nachgedacht werden, welche
Art von Werkstoff man in der entsprechenden Anwendung
einsetzen möchte. Dabei stellen sich diverse Fragen:
ˌˌKommt generell Kunststoff in Frage?
ˌˌWarum Kunststoff? Gewichtsersparnis,
bessere Eigenschaften in der Anwendung?
ˌˌWas war bisher im Einsatz?
ˌˌWenn ein anders Material eingesetzt wurde, warum soll
gewechselt werden?
ˌˌWarum hat es nicht funktioniert?
ˌˌWelche Probleme traten auf?
70
Anwendungsbereich / Einsatzbranche
Bei der Frage nach dem Anwendungsbereich oder der Einsatzbranche schränkt sich die Materialauswahl oft schon
deutlich ein, da für verschiedene Branchen meist nur spezielle Werkstoffe in Frage kommen, etwa aufgrund von geforderten Zulassungen. Als Beispiel können hier die Branchen Medizin- oder Lebensmitteltechnik genannt werden.
In der Medizintechnik kommen meist nur Werkstoffe in
Frage, die für den direkten Körperkontakt zugelassen sind.
Das heißt, die Werkstoffe müssen biokompatibel sein.
In der Lebensmitteltechnik hingegen werden Zulassungen nach FDA oder den europäischen Normen (z. B.
10/2011/EG, 1935/2004/EG) gefordert.
Somit kommen für diese Branchen nur Werkstoffe in Frage, die die entsprechenden Anforderungen der Zulassungen erfüllen.
Thermische Beanspruchung
Zur weiteren Einschränkung der Materialauswahl ist die
thermische Belastung ein wichtiges Kriterium. Hierbei
müssen die Temperaturen bewertet werden, die in das Material durch die Anwendungsbedingungen eingetragen
werden. Neben der Wärmeeinwirkung von außen müssen
auch systembedingte Wärmezufuhren wie z. B. Reibungswärme berücksichtigt werden. Besonders charakteristische
Temperaturen sind:
ˌˌDauergebrauchstemperatur
ˌˌKurzzeitige Maximalgebrauchstemperatur
ˌˌNegative Gebrauchstemperatur
ˌˌGlasübergangstemperatur
ˌˌWärmeformbeständigkeit
ˌˌThermischer Längenausdehnungskoeffizient
Mechanische Beanspruchung
Um die Eignung eines Materials bzgl. der mechanischen
Beanspruchung beurteilen zu können, müssen möglichst
detaillierte Informationen zur Belastung vorliegen. Meist
kann es sehr hilfreich sein, hierzu eine Skizze des Bauteils
mit Angaben zur mechanischen Beanspruchung zu erhalten. Besonders entscheidend sind hier:
ˌˌArt der Belastung (statisch, dynamisch)
ˌˌHöhe der auftretenden Kräfte
ˌˌAngriffspunkt und -richtung
ˌˌTemperaturbelastung während der Krafteinwirkung
ˌˌZeitlicher Verlauf
ˌˌEvtl. Geschwindigkeiten
ˌˌZulässige Pressung und Dehnung
Chemische Belastung
Kommt ein Bauteil in Kontakt mit Chemikalien, muss die
Beständigkeit gegenüber den Substanzen unter den Anwendungsbedingungen betrachtet werden. Entscheidend
hierbei:
ˌˌKontakttemperatur
ˌˌKontaktzeit
ˌˌKonzentration
Zu beachten ist, dass nicht nur die Substanzen in der Anwendung, sondern auch während der Bearbeitung (Kühlschmiermittel etc.) berücksichtigt werden müssen. Zudem
ist bei Substanzmischungen zu beachten, dass sich diese
völlig anders gegenüber einem Material verhalten als die
Einzelsubstanzen für sich.
Tribologische Belastung
Handelt es sich bei der Anwendung um eine Gleit-Reib
anwendung, sind grundsätzlich gute Gleiteigenschaften
sowie Verschleißeigenschaften gefordert. Diese Größen
hängen jedoch meist direkt mit den weiteren Anwendungsbedingungen zusammen. Zudem spielt auch das
Gleitsystem an sich eine wesentliche Rolle.
ˌˌAnwendungstemperatur
ˌˌGleitgeschwindigkeit
ˌˌPressung
ˌˌGegenlaufpartner
ˌˌOberflächenbeschaffenheit
Grundsätzlich kann die generelle Eignung eines Materials
bezüglich des Gleit-Reib-Verschleißverhaltens theoretisch
nur bedingt beurteilt werden, da das Zusammenspiel aller
auftretenden Parameter nur in einem praxisnahen Versuch
im Detail ermittelt werden kann.
Geforderte Zulassungen / Physiologische Unbedenklichkeit
Von den Anwendungsbedingungen kann häufig auf die benötigten Zulassungen und Bescheinigungen geschlossen
werden. Da entsprechende Zulassungen häufig von der
eingesetzten Rohware abhängig sind, sollte vorab im Detail
geklärt werden, welche Bescheinigungen gefordert sind.
ˌˌLebensmittel (FDA, 10/2011, NSF 51 …)
ˌˌMedizin (ISO 10993, USP class VI, …)
ˌˌTrinkwasser (KTW, NSF 61, …)
ˌˌLuft- und Raumfahrt (ABS, ABD, …)
Elektrische Anforderungen
Wenn elektrische Anforderungen bestehen, kommt es
meist darauf an, ob ein elektrisch ableitender / leitender
oder elektrisch isolierender Werkstoff gefordert wird.
Um statische Aufladungen zu vermeiden, zum Beispiel bei
der Fertigung elektronischer Komponenten, sind ableitende oder leitende Werkstoffe erforderlich. Dies gilt ebenfalls
bei ATEX-Anwendungen (ATmosphère EXplosive).
Im Gegensatz hierzu werden z. B. bei Bauteilen, bei denen
eine hohe Durchschlagfestigkeit gefordert ist, gut isolierende Werkstoffe benötigt.
Optische Anforderungen
Häufig werden optische Anforderungen an ein Bauteil gestellt. Dies kann von einer einfachen Einfärbung z. B. um
ein Corporate Design wiederzugeben, über transparente
Bauteile für Schaugläser bis hin zu Farbgebungen für die
optische Detektion reichen (z. B. Blau im Lebensmittelbereich).
Anforderungen an Brandverhalten
In vielen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Bahnwesen
etc. werden hohe Anforderungen an den Brandschutz gestellt, um die Sicherheit der Anwendung zu gewährleisten.
Hierbei wird häufig die selbstverlöschende Eigenschaft eines Werkstoffs gefordert. Es gibt verschiedenste branchenabhängige Zulassungen, die durch das Material / Bauteil
erfüllt werden müssen.
Anforderungen an Strahlen- / Witterungsbeständigkeit
Werden Bauteile z. B. in Außenanwendungen, in der Radiologie oder in Anwendungen genutzt, in denen sie hochenergetischer Strahlung wie in Kraftwerken ausgesetzt
werden, müssen die Werkstoffe eine entsprechende Strahlenbeständigkeit aufweisen. Entscheidend für die Materialwahl sind die Einwirkungsdosen und die jeweiligen Anwendungsbedingungen.
Wie soll das Bauteil gefertigt werden?
Die Materialauswahl ist zudem abhängig von der geplanten Verarbeitungsmethode. So sollte bekannt sein, ob
das Bauteil zerspantechnisch, im Spritzguss, im „Direct
Forming“ oder in einem ähnlichen Verfahren gefertigt
werden soll.
Sonderspezifikationen
Neben den genannten Anforderungen kann es noch eine
Vielzahl zusätzlicher Rahmenbedingungen, Spezifika
tionen oder Zulassungen geben, die ein Material in einer
bestimmten Anwendung erfüllen muss. Entsprechende
Punkte müssen separat geprüft und ermittelt werden.
71
Berechnungen
Beschreibung:
Wir nehmen an, dass wir eine einfache quadratische
Maschinenunterlage zu fertigen haben.
Die Unterlage liegt flächig auf einem ebenen Untergrund
auf und wird gleichmäßig vollflächig mit einer Last von 1 t
belastet.
Gegeben:
h = 10 mm
b = 50 mm
l = 50 mm
m = 1.000 kg
FG
l
h
b
1. Es gilt:
Um die auftretende Flächenpressung berechnen zu können, muss vorerst die Gewichtskraft wie folgt berechnet
werden:
FG = m × g = 1.000 kg × 10 m/s² = 10.000 N (vereinfacht)
ˌˌRissbildung (Belastung bis zu einer irreversiblen
Schädigungen im Mikrobereich, Crazes)
ˌˌAnwendungsbezogene max. zulässige Verformung
Für den hier beschriebenen Anwendungsfall wird eine
max. zulässige Verformung von 1 % angenommen.
Mit diesem Wert kann nun über ein quasi statisches Spannungsdehnungsdiagramm die zulässige Flächenpressung
ermittelt werden. Auch wenn es sich im beschriebenen Fall
um eine Druckbelastung handelt, kann hier auf Ergebnisse
aus dem Zugversuch zurückgegriffen werden, da mit wenigen Ausnahmen die Zugfestigkeit eines Materials kleiner
FG
ist als die Druckfestigkeit. Somit wird also gleichzeitig
noch eine gewisse Sicherheit berücksichtigt. Da die Ergebnisse am Zugversuch gut zugänglich sind, steht darüber
hinaus eine gute Datenbasis zur Verfügung.
h
TECAMID 66
Diese Kraft muss dann auf die Kontaktfläche projiziert werden. Der Einfachheit halber sei angenommen, dass die
Kraft ideal auf die Kontaktfläche verteilt wird. Vorerst muss
nun jedoch die Kontaktfläche in diesem Fall wie folgt berechnet werden:
A = b × l = 50 mm × 50 mm = 2.500 mm²
um anschließend die Flächenpressung wie folgt zu berechnen:
p = F / A = 10.000N / 2.500mm² = 4,0 MPa
In der oben beschriebenen Anwendung tritt (vereinfacht
berechnet) eine Flächenpressung von 4,0 MPa auf.
Um einen geeigneten Werkstoff empfehlen zu können,
muss nun allerdings noch das Versagenskriterium festgelegt werden. Hier kann unterschieden werden zwischen
mehreren Kriterien:
ˌˌBruch (Belastung bis zum Werkstoffbruch)
ˌˌVerstreckung (Belastung bis zur Fließgrenze
eines Materials)
72
w
120
Abbildung 1
Spannungs-DehnungsDiagramm
PA 66 (trocken)
• Spannung [MPa]
Um die im Abschnitt „Mechanische Eigenschaften“ dargestellten Zusammenhänge zu verdeutlichen, sollen die beschriebenen Einflussfaktoren an einem einfachen Beispiel
näher erläutert werden:
l
120
100
100
80
80
60
60
40
35
40
20
20
17
0
0
0
1
2
3
4
• Dehnung [%]
Bei einer Belastung von 4 MPa und einer zulässigen
Deformation von 1% kann beispielsweise der Werkstoff
TECAMID 66 verwendet werden. Unter diesen Bedingungen darf eine Flächenpressung bis ca. 35 MPa aufgebracht
werden.
2. Feuchtigkeitseinfluss
Die oben verwendeten Daten wurden an spritzfrischen
Probekörpern ermittelt, die Anwendung findet jedoch im
Normalklima statt. Deshalb muss besonders bei Polyamiden, die im Allgemeinen eine vergleichsweise hohe Feuchtigkeitsaufnahme haben, auch die tatsächlich vorhandene
Festigkeit im Normalklima zur Beurteilung der Anwendung herangezogen werden:
120
Abbildung 2
Spannungs-DehnungsDiagramm
PA 66 (konditioniert)
00
80
100
80
60
• Spannung [MPa]
60
40
35
20
TECAMID 66
0
1
0
2
3
40
20
17
0
4
0
1
2
3
4
• Dehnung [%]
Durch die Feuchtigkeitsaufnahme sinkt die mechanische
20
Festigkeit
spürbar ab. Die Flächenpressung von 20
4 MPa bei
10
100
1000
10000
1 % zulässiger Verformung ist zwar noch möglich, jedoch
15
15
kann unter
diesen Bedingungen nur mehr eine Belastung
von ca. 17 MPa ertragen werden.
10
3
20
20
Abbildung 3
Isochrones SpannungsDehnungs-Diagramm
PA 66 (23 °C, konditioniert)
00
80
10 100 1000 10000
15
60
• Spannung [MPa]
10
40
20
17
TECAMID 66
0
0
1
2
3
20
Abbildung
4 10000
10 100 1000
Isochrones SpannungsDehnungs-Diagramm
PA 66 (60 °C)
4
5
0
1
2
3
4
5
• Dehnung [%]
Aus dem obigen Diagramm kann nun für eine Belastungsdauer von 10.000 h und einer zulässigen Verformung von
1 % eine zulässige Flächenpressung von ca. 5 MPa ausge
lesen werden. Auch unter diesen Bedingungen würde die
Unterlage noch ihren Zweck erfüllen. Durch die Einflussfaktoren Feuchtigkeit und Zeit sinkt die zulässige Flächenpressung allerdings bereits merklich.
2
4
10 100 1000 10000
10
TECAMID 66
4
6
8
5
2.5
0
0
1
2
4
6
8
• Dehnung [%]
Bei einer Belastungsdauer von 10.000 h und einer zulässigen Verformung von 1 % kann nun bei einer erhöhten
Temperatur von 60 °C eine zulässige Flächenpressung von
ca. 2,5 MPa festgestellt werden, die kleiner als die tatsächlich wirkende Flächenpressung liegt. In diesem Fall muss
also durch entsprechende Maßnahmen entgegen gewirkt
20
werden. 20Beispielsweise kann
durch
10 100 1000
10000 konstruktive Anpassungen, wie beispielsweise die Vergrößerung der Auflage15
15
fläche, die
tatsächliche Flächenpressung reduziert werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Werkstoffeigen10
10
schaften zu verbessern, beispielsweise durch Glasfaserverstärkung,5oder auf ein anderes Material zu wechseln.
5
2.5
0
10 100 1
15
10
3. Einfluss
der Zeit
5
5
Die Maschine soll über einen längeren Zeitraum
auf den
2.5
Unterlagen
stehen bleiben. Die maximal zulässige
0
0 Verfor0
1
2
3
4
5
0
1
2
mung der
Unterlage
von
1 % soll
nicht überschritten
werden. Hierfür nehmen wir einen Wert für die Zeit von
10.000 h an. Dies entspricht grob überschlagen einem Jahr.
Für derartige Abschätzungen können isochrone Spannungs-Dehnungs-Diagramme verwendet werden. Sie
zeigen den Spannungs-Dehnungsverlauf bei verschiedenen Belastungszeiten in einem einzigen Diagramm.
4
20 der Temperatur
20
4. Einfluss
100tragende
1000 10000 Maschine erwärmt
Nehmen wir nun an, die10zu
15
sich während der Anwendung auf ca. 60 °C. Da die 15Festigkeit und Steifigkeit eines Werkstoffes bei höheren Tempe10
10
raturen abnimmt, während die Zähigkeit zunimmt, muss
dieser Umstand
bei der Auslegung der Unterlagen5 eben5
falls berücksichtigt werden.
2.5
Hierzu können
isochrone
Spannungs-Dehnungs-Dia0
0
0
1
2
3
0
1
gramme verwendet
werden,
die4 bei 5entsprechender Temperatur ermittelt wurden.
• Spannung [MPa]
20
10 100 10
2.5
Diese Berechnung
bedient sich einiger Vereinfachungen
0
0
0
1
2
4
6
0
1
und soll lediglich
aufzeigen,
wie
stark8 die Kunststoffeigenschaften von den Umgebungsbedingungen abhängen. Je
mehr Daten vorliegen, desto besser kann eine Werkstoffauswahl erfolgen.
In vielen Fällen liegen keine umfangreichen Werkstoffdaten vor. Für abschätzende Berechnungen können jedoch
auch durch Inter- oder Extrapolationen vorhandene Daten
verwendet werden.
73
2
4
6
Bei der Weiterbearbeitung von Kunststoffhalbzeugen steht
die Zerspanung im Vordergrund. Um hochwertige, lang
lebige, dimensionsgenaue und fehlerfreie Bauteile anfertigen zu können, müssen die Werkzeuge und Bearbeitungsparameter ebenso beachtet werden wie die Eigenschaften
der spezifischen Materialien.
Meistens lassen sich Thermoplaste sehr gut mittels Schweißen und Kleben miteinander (oder mit anderen Werk
stoffen) verbinden. Bei allen Weiterbearbeitungsschritten
sollte auf eine gründliche Reinigung der Bauteile geachtet
werden.
Auf den folgenden Seiten finden Sie einen Überblick über
verschiedene Weiterverarbeitungsverfahren und Hinweise,
welche werkstoffspezifischen Unterschiede dabei zu beachten sind.
Weiterbearbeitung
Bearbeitung von Kunststoffen
Allgemeine Hinweise*
Unverstärkte thermoplastische Kunststoffe lassen sich mit
Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl bearbeiten. Bei verstärkten Materialien sind Hartmetallwerkzeuge erforderlich. In jedem Fall dürfen nur einwandfreie geschärfte
Werkzeuge verwendet werden. Wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffe muss für eine gute Wärmeabfuhr gesorgt werden. Die beste Kühlung ist die Wärmeabfuhr über den Span.
Maßhaltigkeit
Maßgenaue Teile setzen spannungsarm getempertes Halbzeug voraus. Die Zerspanungswärme führt sonst unweigerlich zum Freiwerden von Verarbeitungsspannungen
und einem Verziehen des Teiles. Treten hohe Zerspanungsvolumen auf, so ist nach der Hauptzerspanung evtl.
zwischenzutempern, um die entstandenen Wärmespannungen wieder abzubauen. Die einzustellenden Temperaturen und Zeiten können Sie werkstoffspezifisch bei uns
erfragen. Werkstoffe mit hoher Wasseraufnahme (z.B.
Polyamide) müssen gegebenenfalls vor der Bearbeitung
konditioniert werden. Kunststoffe erfordern größere
Fertigungstoleranzen als Metalle. Außerdem ist die um ein
Vielfaches größere Wärmeausdehnung zu berücksichtigen.
Bearbeitungsverfahren
1. Drehen Richtwerte für die Schneidengeometrie sind in
der Tabelle (� S. 77) angegeben. Für Oberflächen mit besonders hoher Qualität ist die Schneide gem. Bild 1 als
Breitschlichtschneide auszuführen. Beim Abstechen sollte
der Meißel nach Bild 2 geschliffen sein, um eine Butzenbildung zu vermeiden. Bei dünnwandigen und besonders flexiblen Werkstücken dagegen arbeitet man vorteilhafter mit
messerähnlich geschliffenen Werkzeugen (Bild 3).
Bild 1
Breitschlichtschneide
Nachschneide
Bild 2
Anschliff verhindert Butzen
Drehmeißel
Bild 3
Abschneiden von flexiblen
Kunststoffen
* Unsere anwendungstechnische Beratung in Wort und Schrift soll Ihre eigene Arbeit
unterstützen. Sie gilt als unverbindliche Empfehlung, auch im Bezug auf etwaige
Schutzrechte Dritter. Eine Haftung für mögliche Schäden, die bei der Bearbeitung auftreten,
können wir nicht übernehmen.
76
2. Fräsen Für plane Flächen ist das Stirnfräsen wirtschaftlicher als das Umfangsfräsen. Beim Umfangs- und Formfräsen sollten die Werkzeuge nicht mehr als zwei Schneiden haben, damit Schwingungen auf Grund der
Schneidenzahl klein bleiben und die Spanräume genügend groß sind. Optimale Schnittleistungen und Oberflächengüten ergeben sich bei Einschneidewerkzeugen
3. Bohren Im Allgemeinen lassen sich Spiralbohrer verwenden; diese sollten einen Drallwinkel von 12° bis 16° und
sehr glatte Spiralnuten zur guten Spanabfuhr besitzen.
Größere Durchmesser sind vorzubohren bzw. mittels
Hohlbohrer oder durch Ausstechen herzustellen. Beim
Bohren ins volle Material ist besonders auf einwandfrei geschärfte Bohrer zu achten, da sonst die entstehende Druckspannung bis zum Reißen des Materials anwachsen kann.
Spannungsverlauf stumpfer Bohrer
Spannungsverlauf geschärfter Bohrer
Verstärkte Kunststoffe besitzen höhere Verarbeitungsrestspannungen bei geringer Schlagzähigkeit als unverstärkte
und sind daher besonders rissempfindlich. Sie sollten nach
Möglichkeit vor dem Bohren auf etwa 120 °C erwärmt werden (Erwärmungszeit ca. 1 Std. pro 10 mm Querschnitt).
Auch bei Polyamid 66 sowie Polyester empfiehlt sich dieses
Verfahren.
4. Sägen Unnötige Wärmebildung durch Reibung ist zu
vermeiden, da beim Sägen meist dickwandige Teile mit relativ dünnen Werkzeugen getrennt werden. Zweckmäßig
sind daher gut geschärfte und stark geschränkte Sägeblätter.
5. Gewindeherstellung Gewinde werden am besten durch
Strehlen hergestellt; Gratbildung läßt sich durch zweizahnige Strehler vermeiden. Schneideisen sind nicht zu empfehlen, da beim Rücklauf mit einem Nachschneiden zu
rechnen ist. Gewindebohrer müssen häufig mit einem Aufmaß (material- und durchmesserabhängig, Richtwert:
0,1 mm) versehen werden.
6. Sicherheitsvorkehrungen Bei Nichteinhaltung der Zerspanungsrichtwerte kann es zu örtlichen Überhitzungen
kommen, die bis hin zur Werkstoffzersetzung führen können. Die dabei frei werdenden Zersetzungsprodukte, u.a.
aus PTFE-Füllstoffen sind durch Absaugeinrichtungen
aufzufangen. Tabakwaren sind in diesem Zusammenhang
wegen möglicher Vergiftungserscheinungen aus den Arbeitsräumen fernzuhalten.
t
α
γ
Zerspanungsrichtlinien
Sägen
Sägen
γ
Sägen
β
α Freiwinkel [°]
γ Spanwinkel [°]
t Zahnteilung [mm]
t
α
Bohren
Bohren
α Freiwinkel [°]
β Drallwinkel [°]
γ Spanwinkel [°]
φ
φ Spitzwinkel [°]
t
α
γ
γ
α
φ
Freiwinkel
TECAFINE PE, PP
20 – 30
SpanSchnittwinkel geschwind.
Zähnezahl
Drallwinkel
25
3 – 8
Z2
3 – 8
Bohren
2 – 8
Sägen
25
90
50 – 150
0,1 – 0,3
Z2
25
90
Bohren
50 – 200
0,2 – 0,3
3 – 8
β Z2
25
90
50 – 100
0,2 – 0,3
25
90
50 – 150
0,1 – 0,3
25
90
50 – 150
0,1 – 0,3
25
90
50 – 100
0,2 – 0,3
20 – 30
2 – 5
500
15 – 30
0 – 5
300
TECANYL
15 – 30
5 – 8
300
TECAFORM AD, AH
Z2 α
20 – 30
α
t
γ 0 – 5
500 – 800
2 – 5
Z2
TECAMID, TECARIM, TECAST
20 – 30
2 – 5
500
φ
3 – 8
Z2
TECADUR/TECAPET
15 – 30
5 – 8
300
3 – 8
Z2
TECANAT
φ
15 – 30
5 – 8
300
3 – 8
TECAFLON PTFE, PVDF
20 – 30
5 – 8
300
2 – 5
TECAPEI
15 – 30
0 – 4
500
TECASON S, P, E
15 – 30
0 – 4
500
α
TECATRON
15 – 30
0 – 5
500 – 800
TECAPEEK
15 – 30
0 – 5
500 – 800
15 – 30
0 – 3
800 – 900
5 – 10
γ0 – 3
800 – 900
15 – 30 γ 10 – 15
200 – 300
TECATOR
TECASINT
Verstärkte TECA-Produkte*
* Verstärkungs- / Füllstoffe:
Glasfasern, Glaskugeln, Kohlefasern,
mineralische Füllstoffe, Grafit,
Glimmer, Talkum, etc.
α
β
α
γ
χ
α Freiwinkel [°]
γ Spanwinkel [°]
γ
φ
Z2
25
α 90
50 – 100
0,2 – 0,3
25
90
150 – 200
0,1 – 0,3
2 – 5
Z2
25
90
20 – 80
0,1 – 0,3
2 – 5
Z2
25
90
3 – 5
Fräsen
3 – 5
Bohren
Z2
25
90
50 – 200
0,1 – 0,3
Z2
25
90
α
Z2 αχ
10 – 14
25
3 – 4
Z2
γ25
3 – 5
Z2
25
γ
20 – 80Drehen
0,1 – 0,3
Fräsen
50 – 200
0,1 – 0,3
90
80 – 100
0,02 – 0,1
120
80 – 100
0,02 – 0,1
100
80 – 100
0,1 – 0,3
Erwärmen beim Bohren im Zentrum:
ab Ø 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVX
ab Ø 80 mm TECAMID 66 MH, 66 GF, TECAPET, TECADUR PBT GF
ab Ø 100 mm TECAMID 6 GF, 66, TECAM 6 MO, TECANYL GF
Erwärmen beim Sägen:
ab Ø 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVX
α
φab Ø 80 mm TECAMID 66 GF, TECAPET, TECADUR PBT GF
ab Ø 100 mm TECAMID 6 GF, 66, 66 MH
α
γ
50 – 150Fräsen
0,1 – 0,3
Z2
φ
φ
Fräsen
90
Vorschub
500
TECAFINE PMP
γ
SpitzSchnittwinkel geschwind.
2 – 5
TECARAN ABS
β
Zahnteilung
Drehen
Drehen
Fräsen
Fräsrichtung: Gegenlauf
Drehen
χ
γ Der Vorschub kann bis
α Freiwinkel [°]
γ Spanwinkel [°]
χ Einstellwinkel [°]
α
Der Spitzenradius r soll
mindestens 0,5 mm betragen
γ
0,5 mm / Zahn betragen
Zähne
zahl
Schnittgeschwind.
Vorschub
Frei
winkel
TECAFINE PE, PP
Z1 – Z2
250 – 500
0,1 – 0,45
6 – 10
0 – 5
45 – 60
250 – 500
0,1 – 0,5
TECAFINE PMP
Z1 – Z2
250 – 500
0,1 – 0,45
6 – 10
0 – 5
45 – 60
250 – 500
0,1 – 0,5
TECARAN ABS
Z1 – Z2
300 – 500
0,1 – 0,45
5 – 15
25 – 30
15
200 – 500
0,2 – 0,5
TECANYL
Z1 – Z2
300
0,15 – 0,5
5 – 10
6 – 8
45 – 60
300
0,1 – 0,5
TECAFORM AD, AH
Z1 – Z2
300
0,15 – 0,5
6 – 8
0 – 5
45 – 60
300 – 600
0,1 – 0,4
TECAMID, TECARIM, TECAST
χ
Z1 – Z2
250 – 500
0,1 – 0,45
6 – 10
0 – 5
45 – 60
250 – 500
0,1 – 0,5
α
Drehen
Span Einstell
Schnittwinkel winkel geschwind.
Vorschub
TECADUR/TECAPET
Z1 – Z2
γ 300
0,15 – 0,5
5 – 10
0 – 5
45 – 60
300 – 400
0,2 – 0,4
TECANAT
Z1 – Z2
300
0,15 – 0,4
5 – 10
6 – 8
45 – 60
300
0,1 – 0,5
TECAFLON PTFE, PVDF
Z1 – Z2
150 – 500
0,1 – 0,45
5 – 10
5 – 8
10
150 – 500
0,1 – 0,3
TECAPEI
Z1 – Z2
250 – 500
0,1 – 0,45
10
0
45 – 60
350 – 400
0,1 – 0,3
TECASON S, P, E
Z1 – Z2
250 – 500
0,1 – 0,45
6
0
45 – 60
350 – 400
0,1 – 0,3
TECATRON
Z1 – Z2
250 – 500
0,1 – 0,45
6
0 – 5
45 – 60
250 – 500
0,1 – 0,5
TECAPEEK
Z1 – Z2
250 – 500
0,1 – 0,45
6 – 8
0 – 5
45 – 60
250 – 500
0,1 – 0,5
TECATOR
Z1 – Z2
60 – 100
0,05 – 0,35
6 – 8
0 – 5
7 – 10
100 – 120
0,05 – 0,08
TECASINT
Verstärkte TECA-Produkte*
Z1 – Z2
90 – 100
0,05 – 0,35
2 – 5
0 – 5
7 – 10
100 – 120
0,05 – 0,08
Z1 – Z2
80 – 450
0,05 – 0,4
6 – 8
2 – 8
45 – 60
150 – 200
0,1 – 0,5
* Verstärkungs- / Füllstoffe:
Glasfasern, Glaskugeln, Kohlefasern,
mineralische Füllstoffe, Grafit,
Glimmer, Talkum, etc.
Werkstoff auf 120 °C vorwärmen
Vorsicht mit Kühlmitteln
(Spannungsrissempfindlichkeit)
„Zerspanungsempfehlungen für Halbzeuge
aus technischen Kunststoffen“
77
Tempern
Temperprozess
Der Vorgang des Temperns ist eine Wärmebehandlung
von Halbzeugen, Form- oder Fertigteilen. Die Produkte
werden langsam und gleichmäßig auf ein werkstoffspezifisch definiertes Temperaturniveau erwärmt. Darauf folgt
eine materialdickenabhängige Haltezeit, um das Formteil
voll durchzuwärmen. Anschließend muss das Material
wieder langsam und gleichmäßig auf Raumtemperatur
abgekühlt werden.
Typischer Temperzyklus
Temperatur [°C]
Zeitdauer
[h]
t1
t2
Aufheizzeit Haltezeit
t3
t4
Abkühlzeit
Nachhaltezeit
Temperatur Ofen
Temperatur im Zentrum des Halbzeugs / Fertigteils
Tempern zur Reduktion von Spannungen
Ensinger Halbzeuge werden nach der Produktion grundsätzlich zur Minderung der während der Fertigung entstandenen internen Spannungen einem speziellen Temperprozess unterzogen. Das Tempern wird in speziellen
Umluftöfen durchgeführt, kann aber auch in einem Ofen
mit zirkulierendem Stickstoff oder in einem Ölbad stattfinden. Das Tempern führt zu einer Steigerung der Kristallinität sowie zur Verbesserung der Festigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Zudem wird neben der Reduktion der
inneren Spannungen eine Erhöhung der Dimensionsstabilität über einen breiten Temperaturbereich erreicht. Damit
ist sichergestellt, dass das Material, das Sie erhalten, während und nach dem Bearbeitungsprozess maßstabil bleibt
und sich besser spanend bearbeiten lässt.
Vorteile durch Tempern:
ˌˌRestspannungen, die während des Herstell- oder
Verarbeitungsprozesses entstanden sind, lassen sich
durch Tempern weitgehend reduzieren
ˌˌKristallinität der Werkstoffe erhöhen sowie
mechanische Werkstoffkennwerte optimieren
ˌˌAusbildung einer gleichmäßigen kristallinen Struktur
in den Werkstoffen
ˌˌTeilweise Verbesserung der Chemikalienbeständigkeit
ˌˌReduktion von Verzugsneigung und Maßänderungen
(während oder nach der Verarbeitung)
ˌˌNachhaltige Verbesserung der Dimensionsstabilität
Werkstoff
Polymerbezeichnung
Aufheizen
TECASINT
PI
2 Std. auf 160 °C
6 Std. auf 280 °C
2 h bei 160 °C / 10 h bei 280 °C
mit 20 °C pro Std. auf 40 °C
TECAPEEK
PEEK
3 Std. auf 120 °C
4 Std. auf 220 °C
1,5 Std. je cm Wanddicke
Halten*
Abkühlen
TECATRON
PPS
3 Std. auf 120 °C
4 Std. auf 220 °C
1,5 Std. je cm Wanddicke
TECASON E
PES
3 Std. auf 100 °C
4 Std. auf 200 °C
1 Std. je cm Wanddicke
TECASON P
PPSU
3 Std. auf 100 °C
4 Std. auf 200 °C
TECASON S
PSU
3 Std. auf 100 °C
3 Std. auf 165 °C
TECAFLON PVDF
PVDF
3 Std. auf 90 °C
3 Std. auf 150 °C
TECANAT
PC
3 Std. auf 80 °C
3 Std. auf 130 °C
TECAPET
PET
3 Std. auf 100 °C
4 Std. auf 180 °C
TECADUR PBT GF30
PBT
3 Std. auf 100 °C
4 Std. auf 180 °C
TECAMID 6
PA 6
3 Std. auf 90 °C
3 Std. auf 160 °C
TECAMID 66
PA 66
3 Std. auf 100 °C
4 Std. auf 180 °C
TECAFORM AH
POM-C
3 Std. auf 90 °C
3 Std. auf 155 °C
TECAFORM AD
POM-H
3 Std. auf 90 °C
3 Std. auf 160 °C
* Bei Maximaltemperatur, falls nicht anders angegeben.
78
Zwischentempern
Es kann sinnvoll sein, kritische Bauteile bei der Bearbeitung einem Zwischentemperschritt zu unterziehen. Dies
gilt vor allem,
ˌˌfalls enge Toleranzen gefordert sind
ˌˌfalls aufgrund der Form (Asymmetrie, Verengungen
der Querschnitte, Taschen oder Nuten) stark zu Verzug
neigende Bauteile gefertigt werden müssen
ˌˌbei faserverstärkten / gefüllten Werkstoffen
(Faserorientierung kann Verzug verstärken)
hhBearbeitungsprozess kann dazu führen, dass weitere,
erhöhte Spannungen in das Bauteil gebracht werden
ˌˌbei Verwendung stumpfer oder ungeeigneter
Werkzeuge:
hhAuslöser von Spannungen
ˌˌbei übermäßigem Wärmeeintrag in das Bauteil –
erzeugt durch ungeeignete Geschwindigkeiten und
Vorschubraten
ˌˌbei hohem Zerspanvolumen – vor allem bei einseitiger
Bearbeitung
Durch einen Zwischentemperschritt können diese Spannungen sowie die Gefahr des Verzugs reduziert werden.
Dabei sollte zur Einhaltung der benötigten Abmessungen
und Toleranzen beachtet werden:
ˌˌBauteile vor dem Zwischentemperschritt zuerst
mit Aufmaß grob vorbearbeiten (Schruppen),
denn Tempern kann zu einem gewissen Schrumpfen
der Bauteile führen
ˌˌErst nach dem Tempern sollte die Enddimensionierung
des Teiles erfolgen
ˌˌBauteil während des Zwischentemperschrittes
gut stützen:
hhVermeidung von Verzug während des Temperns
„Zerspanungsempfehlungen für Halbzeuge
aus technischen Kunststoffen“
79
Schweißen
Das Kunststoffschweißen, das Fügen zweier Thermoplaste, ist eine gängige und weit entwickelte Verbindungstechnik für Kunststoffe. Es stehen verschiedene Verfahren zur
Verfügung, die entweder berührungslos (Heizelement-,
Ultraschall-, Laser-, Infrarot-, Gaskonvektionsschweißen)
oder über Kontakt (Reib-, Vibrationsschweißen) arbeiten.
Je nach Verfahren sind in der Konstruktionsphase ent
sprechende Gestaltungsrichtlinien zu beachten, um eine
optimale Verbindung zu gewährleisten. Bei Hochtemperaturkunststoffen ist zu beachten, dass recht hohe Energiebeträge zur Plastifizierung des Materials einzubringen sind.
Aus diesen Vorgaben (Formteilgeometrie und Größe, Material) leitet sich das zu verwendende Schweißverfahren ab.
Gängige Schweißverfahren für die Verarbeitung von
Kunststoffen sind:
ˌˌHeizelementschweißen
ˌˌInfrarotschweißen
ˌˌGas-Konvektionsschweißen
ˌˌReibschweißen
ˌˌLaserschweißen
ˌˌUltraschallschweißen
ˌˌWärmekontaktschweißen
ˌˌHochfrequenzschweißen
Folgende Hersteller
bieten Schweißen für
Konstruktions- und
Hochleistungskunststoffe an:
bielomatik Leuze
GmbH + Co. KG
Daimlerstrasse 6 – 10
72639 Neuffen
Tel. +49 (0)7025 12 0
Fax +49 (0)7025 12 200
www.bielomatik.de
Kuypers Kunststoftechniek BV
Koningshoek 8
5094 CD Lage Mierde
Niederlande
Tel. +31 (0)13 509 66 11
Fax +31 (0)13 509 25 87
www.kuypers.com
Widos
Wilhelm Dommer Söhne GmbH
Einsteinstr. 5
71254 Ditzingen-Heimerdingen
Tel. +49 (0)7152 9939 0
Fax +49 (0)7152 9939 40
www.widos.de
Werkstoffe und geeignete Schweißverfahren
Mechanische Schweißverfahren: Ultraschall, Vibration, Rotation
Kontaktlose Erwärmung: Infrarotlicht, Warmgas, Laser
Heizelement-Schweißen mit Kontakt-Erwärmung
Strahlungs-Erwärmung
350
300
250
200
Quelle: bielomatik Leuze
• Temperatur [°C]
150
100
50
0
TECAFINE
PE
80
TECAFINE
PP
TECARAN
ABS
TECANAT
TECAPET /
TECADUR
PET
TECAMID
6 / 66
TECAPEI
TECATRON
PPS
TECAPEEK
Schweißverfahren
Verfahren
Heizelement- und
Warmgasschweißen
Vibrations-/
Reibschweißen
Ultraschallschweißen
Laserschweißen
Heizelement
Schlitten
mit Werkstück
1.
Sonotrode
2.
Werkstücke
Prinzip
Erwärmung der Fügepartner
durch ein Heizelement oder
durch heißes Gas,
Zusammenfügen unter Druck
Erwärmung einer Fügezone
(mit spezieller Geometrie)
durch Ultraschallschwingung
durch Vibration oder Reibung,
Zusammenfügen unter Druck
Schweißzeit
20 bis 40 s
0,1 bis 2 s
0,2 bis 10 s
Vorteile
hohe Festigkeit,
kostengünstig
kürzeste Zykluszeiten,
leicht automatisierbar
für große Teile geeignet,
oxidationsempfindliche
Kunststoffe schweißbar
Wärmeleitung
Strahlung
HeizelementSchweißen
HeizelementSchweißen
Induktions-Schweißen mit
Insert-Heizelement aus Metall
IR-LichtSchweißen
Schweißen mit InsertHeizelement aus Metall
Konvektion
LaserstrahlSchweißen
WarmgasSchweißen
WarmgasNieten
durch einen Laserstrahl
hohe Festigkeit,
nahezu beliebige Nahtgeometrie,
hohe Präzision
Reibung
ExtrusionsSchweißen
Innere
Reibung
Äußere
Reibung
HochfrequenzSchweißen
RotationsSchweißen
UltraschallSchweißen
VibrationsSchweißen
Quelle: bielomatik Leuze
Fügen / Abkühlen
81
Kleben
Die Klebetechnik ist ein sehr leistungsfähiges Fügeverfahren, das es erlaubt, Kunststoffe miteinander oder auch gegen andere Werkstoffe dauerhaft zu verbinden. Die chemische Verbindung (Kleben) von Bauteilen hat im Vergleich
zu anderen Fügeverfahren mehrere Vorteile:
ˌˌGleichmäßige Spannungsverteilung
ˌˌKeine Schädigung der Werkstoffe
ˌˌKein Fügeteilverzug
ˌˌDie Kombination unterschiedlicher Werkstoffe ist
möglich
ˌˌDie Trennfuge wird gleichzeitig abgedichtet
ˌˌEs wird eine geringere Anzahl an Bauteilen benötigt
Zur Erhöhung der Festigkeit einer Klebeverbindung wird
bei Kunststoffen eine Vorbehandlung der Oberflächen
empfohlen, um die Oberflächenaktivität zu erhöhen.
ˌˌReinigen und Entfetten der Werkstoffoberfläche
ˌˌMechanische Oberflächenvergrößerung
durch Anschleifen oder Sandstrahlen
(besonders empfehlenswert)
ˌˌPhysikalische Aktivierung der Oberfläche durch
Flamm-, Plasma- oder Koronabehandlung
ˌˌChemisches Ätzen zur Bildung einer definierten
Grenzschicht
ˌˌPrimer-Auftrag
Entscheidend für eine gute Klebeverbindung sind:
ˌˌWerkstoffeigenschaften
ˌˌKlebstoff
ˌˌKlebeschicht
ˌˌOberfläche (Vorbehandlung)
ˌˌGeometrische Gestaltung der Klebefuge
ˌˌAnwendungs- und Beanspruchungsbedingungen
Beim Verkleben von Kunststoffen sollten Spannungsspitzen vermieden und eine Belastung der Klebestelle auf
Druck, Zug oder Scherung bevorzugt werden. Biege-,
Schäl- oder Spaltbeanspruchungen sind zu vermeiden.
Gegebenenfalls sollte die Konstruktion entsprechend angepasst werden, um die Klebeverbindung so auszulegen,
dass geeignete Beanspruchungen auftreten.
Beim Verkleben von Kunststoffen sollten
Spannungsspitzen vermieden und
eine Belastung der Klebestelle auf Druck,
Zug oder Scherung bevorzugt werden.
Quelle: DELO Industrieklebstoffe
Biege-, Schäl- oder Spaltbeanspruchungen
sind zu vermeiden.
82
Verklebung von PEEK
Festigkeit
PEEK / PEEK
Reinigung
mit Delothen EP
10 MPa
+
PEEK / PEEK
Atmosphärendruckplasma
23 MPa
++
PEEK / PEEK
sandgestrahlt
25 MPa
++
PEEK / Aluminium
Reinigung
mit Delothen EP
4 MPa
o
PEEK / Aluminium
PEEK:
Atmosphärendruckplasma
21 MPa
++
PEEK / Aluminium
PEEK:
sandgestrahlt
22 MPa
++
PEEK / Stahl
PEEK:
Reinigung mit Delothen EP
3.5 MPa
o
PEEK / Stahl
PEEK:
sandgestrahlt
21 MPa
++
Fazit
DELO Industrieklebstoffe
GmbH & Co. KG
DELO-Allee 1
86949 Windach
Tel. 08193 9900 131
Fax 08193 9900 185
www.delo.de
PEEK-PEEK Verklebung:
Gute Festigkeiten mit
DELOMONOPOX Klebstoffen;
deutliche Steigerung der
Festigkeiten durch Plasmabehandlung oder Sandstrahlen
PEEK-Aluminium-Verklebung
Ohne Vorbehandlung geringe
Festigkeiten mit DELOMONOPOXKlebstoffen; sehr gute
Festigkeiten nach PlasmaBehandlung oder Sandstrahlen
PEEK-Stahl-Verklebung
Ohne Vorbehandlung geringe
Festigkeiten mit DELOMONOPOX
Klebstoffen; sehr gute
Festigkeiten nach Sandstrahlen
++ sehr gute Festigkeit + gute Festigkeit o eher geringe Festigkeit
Quelle: DELO Industrieklebstoffe
Druckfestigkeit
Material / Vorbehandlung
nach Delo-Norm 5
Folgende Hersteller
bieten Klebstoffe für
Konstruktions- und
Hochleistungskunststoffe an:
3M Deutschland GmbH
Carl-Schurz-Str. 1
41453 Neuss
Tel. 02131 14 0
www.3Mdeutschland.de
Henkel Loctite
Deutschland GmbH
Arabellastraße 17
81925 München
Tel. 089 9268 0
Fax 089 9101978
www.loctite.com
Dymax Europe GmbH
Trakehner Straße 3
60487 Frankfurt
Tel. 069 7165 3568
Fax 069 7165 3830
www.dymax.de
Generelle Klebstoffempfehlungen
Ensinger Polymer-
Lösungsmittel- Reaktionsklebstoff auf Basis von …
Bezeichnung bezeichnungklebstoff
Epoxidharz Polyurethan Cyanacrylat
TECAFINE PE
PE
X
X
TECAFINE PP
PP
X
X
TECAFORM AD
POM-H
X
X
TECAFORM AH
POM-C
X
X
TECAMID 66
PA 66
XXXX
TECAMID 6
PA 6
XXXX
TECADUR PBT
PBT XXX
TECAPET
PET XXX
TECANAT
PCXXXX
TECAFLON PVDF
PVDF
XX X
TECASON S
PSU
XXXX
TECASON P
PPSU
XXXX
TECASON E
PES XXX
TECATRON
PPS XXX
TECAPEEK
PEEK XXX
TECASINT
PI XXX
X geeignete Klebstoffe
Nicht oder nur bedingt zu Verkleben sind:
TECAFLON PTFE, TECAFLON PVDF, TECAFORM AH / AD,
TECAFINE PE, TECAFINE PP / TECAPRO MT
83
Reinigen von Kunststoffen
Reinigen stellt nach DIN 8592 ein fertigungs- und chemisch-technisches Trennverfahren von Rückständen dar.
Die vier Faktoren der Reinigung
Chemie
• Reinigungstyp
• Reinigerchemie
• Konzentration
Mechanik
• Ultraschall
• Strömungsmechanik
• Spritzen
• Bürsten
• Geometrieanpassung
Temperatur
• Reinigungstemperatur
• Spültemperatur
• Trocknungstemperatur
Zeit
• Reinigungszeit
• Spülzeit
• Trocknungszeit
Je nach Verunreinigung müssen die entsprechenden Bereiche angepasst werden, um eine ausreichende Sauberkeit
zu erzielen. Jedes Verfahren steht dabei im Kontext mit
den Eingangsgrößen (Werkstoff, Geometrie, Verunreinigung) und den Ausgangsgrößen (Anforderungen an die
Sauberkeit)
Verfahren wird beeinflusst durch:
ˌˌVerunreinigung
Folgende Reinigungsverfahren eignen sich besonders für
die Kunststoffreinigung:
Nasschemische Verfahren
ˌˌAuch für Bauteile mit komplizierten Bauteilgeometrien
geeignet
ˌˌFür die meisten Kunststoffe einsetzbar
ˌˌKein abrasiver Einfluss auf Bauteile
ˌˌAchtung bei Werkstoffen, die Feuchte
aufnehmen (z. B. PA), wegen Toleranzen
ˌˌAchtung bei spannungsrissempfindlichen Werkstoffen
(amorph) wie PC, PSU, PPSU etc.
Mechanische Verfahren
ˌˌBei Kunststoffen vor allem zur Grobreinigung geeignet
(Abfegen, Abwischen, …)
ˌˌAchtung bei weichen Kunststoffen wegen möglichen
Oberflächenbeschädigungen (Kratzen)
CO2 Schnee-Trockeneisstrahlen
ˌˌSehr gut geeignet, da Strahlgut praktisch nicht
beschädigt oder beeinflusst wird.
ˌˌDas Verfahren ist trocken, wirkt nicht abrasiv,
und führt nicht zu einer Wärmezufuhr auf das Bauteil.
ˌˌGut geeignet auch für weiche und stark
feuchteaufnehmende Werkstoffe (PTFE, PA, …)
(filmisch, partikulär, Beschichtung, Keime)
ˌˌBauteilgeometrie
(Schüttgut, Einzelteil, schöpfend, Funktionsfläche)
ˌˌBauteilwerkstoff (Kunststoff)
ˌˌAnforderungen
(Grobreinigung, Reinigung, Feinreinigung,
Feinstreinigung)
84
Plasmaverfahren
ˌˌFür Bauteile mit komplizierten Bauteilgeometrien
geeignet
ˌˌWirkt gleichzeitig aktivierend auf die
Kunststoffoberfläche
ˌˌKein abrasiver Einfluss auf die Oberfläche,
keine Feuchte im System
Situation Lebensmittel- und Medizintechnik
Problematik:
ˌˌEs gibt für diese Bereiche bisher noch keine Definition,
welche Restverunreinigungen auf einem Bauteil
höchstens vorhanden sein dürfen
ˌˌKeine Teile mit definierter Sauberkeit vorhanden
ˌˌJeder muss selbst Grenzwerte für zulässige
Verschmutzung festlegen / definieren
ˌˌEs wird über die FDA sowie die EU-Richtlinien
und Verordnungen nur die Migration von Stoffen
in ein Produkt definiert, keine Verschmutzung
Lösung:
ˌˌManuelle Definition von Grenzwerten für zulässige
Verschmutzung
ˌˌBlindwertreinigung
ˌˌHalbzeuge von Ensinger:
hhAn Halbzeugen für die Medizintechnik werden
Biokompatibilitätsprüfungen durchgeführt, die eine
Aussage bzgl. Eignung für den Körperkontakt geben
hhHalbzeuge für den Lebensmittelkontakt werden
auf das Migrationsverhalten bestimmter Stoffe
geprüft
hhEs werden lebensmittelkonforme Kühlschmiermittel
beim Schleifen eingesetzt
hhEnsinger arbeitet gemäß den GMP-Vorgaben für den
Lebensmittelbereich
Zusammenfassung
ˌˌDie Definition der technischen Sauberkeit muss jeder
Kunde für sich selbst erstellen
ˌˌDie technische Sauberkeit kann nur am fertigen
Bauteil, nach allen Bearbeitungs- und
Reinigungsschritten gemessen und beurteilt werden
ˌˌHalbzeuge von Ensinger erfüllen so weit wie möglich
und sinnvoll branchenabhängige Sauberkeitskriterien:
hhSauberkeitsgerechte Produktion
hhEinsatz spezieller Kühlschmiermittel
hhZytotoxizitätsprüfungen für medizintechnisch
geeignete Halbzeuge
hhMigrationsprüfungen für lebensmitteltechnisch
geeignete Halbzeuge
hhSpezielle Verpackung für medizintechnisch
geeignete Halbzeuge
Haben Sie noch weitere Fragen?
Unsere technische Anwendungsberatung
hilft Ihnen gerne weiter:
techservice.shapes@de.ensinger-online.com
oder telefonisch unter Tel. +49 7032 819-101 / -116
85
Produkthandhabung
Ensinger Kunststoffe werden als Ausgangsprodukt für viele
hochwertige Bauteile und Endprodukte, z.B. in der Lebensmittel- und Medizintechnik sowie im Maschinenbau, in der
Automobiltechnik, Halbleitertechnik oder Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Um die hochwertige Qualität und die
Funktionalität unserer Materialien für diese Anwendungen
auch über einen längeren Lagerzeitraum aufrecht zu erhalten sind einige Faktoren bzgl. der Lagerung, dem Umgang
und der Handhabung von Halbzeugen zu berücksichtigen.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass äußere Einflüsse
sich nicht signifikant auf die Eigenschaften der Materialien
auswirken. Bei Fertigteilen muss individuell der Hersteller
oder Verwender hierzu eine Aussage treffen, da die Bedingungen je nach Anwendung in Abhängigkeit der Lagerungsoder Anwendungsdauer unterschiedlich sein können.
Vor Witterungseinflüssen sollten speziell folgende
Werkstoffe geschützt werden:
ˌˌTECAPEEK (PEEK)*
ˌˌTECATRON (PPS)*
ˌˌTECASON P (PPSU)*
ˌˌTECASON S (PSU)*
ˌˌTECASON E (PES)*
ˌˌTECAFORM AH, AD (POM-C, POM-H)**
ˌˌTECAPET (PET)**
ˌˌTECAMID 6, 66, 11, 12, 46 (PA 6, 66, 11, 12, 46)**
ˌˌTECAST (PA 6 C)**
ˌˌTECAFINE (PE, PP)**
ˌˌTECARAN ABS (ABS)*
1. Die Lagerung und Handhabung sollte so erfolgen, dass
die Werkstoffbezeichnungen und Produktions-Nummern
(Batch-Nr.) auf den Halbzeugen klar erkennbar sind und
weitergeführt werden können. Hierdurch kann bei eventuellen Reklamationen eine eindeutige Identifizierung und
Rückverfolgbarkeit der Produkte gewährleistet werden, um
mögliche Fehlerursachen zu ermitteln.
3. Kunststoffe sollten möglichst nicht über längere Zeiträume tiefen Temperaturen ausgesetzt werden. Besonders
sollten aber starke Temperaturschwankungen vermieden
werden, da dies zu einer Versprödung und zu Verzug der
Halbzeuge führen kann. Harte Schläge sollten genauso wie
Werfen / Fallen lassen vermieden werden, da es sonst zu
Abplatzungen und Bruchschäden kommen kann. Zudem
sollten Halbzeuge, die in der Kälte gelagert wurden, vor der
Bearbeitung genügend Zeit zur Akklimatisierung an die
Raumbedingungen gegeben werden. Hierdurch können
Fehler wie Ausbrüche etc. bei der Bearbeitung vermieden
werden. Es werden hierbei auch Schwindungen oder bei
heißen Umgebungen auch Ausdehnungen, die Kunststoffe durch ihren hohen thermischen Längenausdehnungskoeffizient aufweisen, ausgeglichen.
Um Fertigteile und Halbzeuge für hohe Fertigungspräzi
sionen langfristig zu lagern, empfehlen wir deshalb, diese
unter gleichbleibenden Bedingungen bei Normalklima
(23 °C / 50 %rF) zu lagern. Hierdurch kann der äußere Einfluss minimiert werden und die Maßhaltigkeit in einem
hohen Maße über einen längeren Zeitraum erhalten
werden.
Eine maximale Lagerzeit kann nicht angegeben werden,
da diese stark von den Materialien, den Lagerbedingungen
sowie der äußeren Einflüsse abhängen.
2. Witterungseinflüsse können sich auf die Eigenschaften
von Kunststoffen auswirken. Durch die Einwirkung von
Sonneneinstrahlung (UV-Strahlung), Luftsauerstoff und
Feuchtigkeit (Niederschlag, Luftfeuchtigkeit) können die
Werkstoffeigenschaften nachhaltig negativ beeinflusst werden. Diese Einflüsse können zu Farbveränderungen, Oxidation der Oberflächen, Quellung, Verzug, Versprödung
oder bis hin zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften führen. Aus diesem Grund sollten Halbzeuge
nicht direkter Sonneneinstrahlung und Witterungseinflüssen über einen längeren Zeitraum ausgesetzt werden.
Wenn möglich empfiehlt sich eine Lagerung in geschlos
senen Räumen unter Normalklima (23 °C / 50 %rF).
86
* generell alle Variationen schützen
** nicht schwarz eingefärbte Varianten sind zu schützen
4. Halbzeuge aus Kunststoff sollten immer eben, flach,
oder geeignet unterstützt (bei Rund- und Hohlstäben) sowie großflächig gelagert werden, um Deformationen durch
das Eigengewicht oder Wärme zu vermeiden.
5. Bei der Handhabung von Kunststoffhalbzeugen ist auf
geeignete Lagereinrichtungen zu achten. Es sollte für stabile Lagereinrichtungen, sichere Anschlagmittel und Hebezeuge gesorgt werden. Zudem sind die Halbzeuge kippund absturzsicher zu lagern und zu stapeln. Es muss hier
beachtet werden, dass Kunststoffe häufig einen relativ
geringen Reibungskoeffizienten aufweisen und damit
leicht von Lastaufnahmemitteln abrutschen können, was
zu schweren Verletzungen von Mitarbeitern führen kann.
6. Die Einwirkung von energiereicher Strahlung, wie
Gamma- oder Röntgenstrahlung ist wegen möglicher
Gefügeschädigung durch Molekülabbau zu vermeiden.
7. Chemikalien jeglicher Art sowie Wasser sollten von
Kunststoffhalbzeugen ferngehalten werden, um einen
möglichen chemischen Angriff oder eine Feuchteaufnahme zu vermeiden. Der Kontakt mit Chemikalien und Wasser kann je nach Werkstoff zu einem Quellen, chemischem
Abbau oder Spannungsrissbildung führen.
10. Bei Einhaltung der obigen Empfehlungen kann davon
ausgegangen werden, dass keine signifikanten Veränderungen der typischen Eigenschaften während der Lagerzeit
eintreten. Geringe Oberflächenverfärbungen können umweltbedingt auftreten, stellen aber keine signifikante
Eigenschaftsminderung dar, da meist nur die Oberfläche
bis in wenige µm Tiefe betroffen ist.
11. Kunststoff-Abfälle und Späne können über professionelle Recyclingbetriebe für die Wiederaufbereitung entsorgt werden. Es ist auch möglich, die Abfälle einer thermischen Verwertung zur Energiegewinnung bei einem
Betreiber einer geeigneten Verbrennungsanlage mit Abgasreinigung zuzuführen. Das trifft insbesondere beim
Anfall von stark verunreinigten Kunststoffabfällen, wie
z.B. verölten Spänen, zu.
Diese Empfehlungen sollten nach den individuellen Erfordernissen und Gegebenheiten zweckmäßig angepasst werden. Sie ersetzen nicht die grundsätzlich gültigen gesetzlichen Vorschriften, die Verantwortlichkeit der anwendenden
Unternehmen sowie die individuelle Sorgfaltspflicht des
Einzelnen. Es handelt sich hierbei um Empfehlungen, die
nach aktuellem Wissenstand erstellt wurden, und keine generelle Zusicherung darstellen.
8. Kunststoffe sind organische Werkstoffe und dementsprechend brennbar. Die Verbrennungs- bzw. Zersetzungsprodukte können toxisch bzw. korrosiv wirken. Vom Kunststoff selbst gehen beim sachgerechten Lagern keine
Brandgefahren aus. Die Lagerung sollte jedoch nicht gemeinsam mit anderen brennbaren Substanzen erfolgen.
Beachten Sie hierfür auch die Produkthandhabungsinformationsblätter für die einzelnen Werkstoffe.
9. Kunststoffhalbzeuge oder Fertigteile setzen unter normalen Umgebungsbedingungen keine toxischen Inhaltsstoffe frei und erlauben einen gefahrlosen Oberflächenkontakt. Tabakwaren sollten bei der Handhabung und
Bearbeitung der Kunststoffe ferngehalten werden, weil
Partikel einiger Kunststoffe (insbesondere Fluorpolymere)
beim Pyrolisieren in der Tabakglut z.T. stärkere toxische
Gase freisetzen können. Bitte beachten Sie bzgl. des
Gesundheitsschutzes auch die Produkthandhabungsinformationsblätter für die einzelnen Materialien.
87
Werkstoffrichtwerte
Werksbezeichnung
TECARAN
ABS
grau
TECANYL
MT
farbig
TECANYL
GF30
TECANYL
731
grau
TECAFINE
PMP
TECAPRO
MT
TECAFORM TECAFORM TECAFORM TECAFORM
AH
AH
AH GF25
AH ELS
natur
schwarz
chem. Bezeichnung
ABS
PPE
PPE
PPE
PMP
PP
POM–C
Füllstoff
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
Glasfasern
[g / cm³]
POM–C
hitzestabilisiert
POM–C
POM–C
Glasfasern
Leitruß
1,04
1,04 – 1,10
1,3
1,1
0,83
0,93
1,41
1,41
1,59
1,41
Mechanische Werte
Zug-Elastizitätsmodul
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
1.700
2.400
4.100
2.400
1.000
2.000
2.800
2.800
4.200
1.800
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
32
65
73
57
26
34
67
67
51
42
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
32
67
73
57
26
34
67
67
51
42
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
3
4
5
15
6
5
9
9
9
11
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
49
8
5
22
67
67
32
32
12
11
Biege-Elastizitätsmodul
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
1.600
2.400
3.900
2.500
800
1.800
2.600
2.600
4.100
1.500
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
49
95
116
85
31
54
91
91
88
56
Druck-Elastizitätsmodul
(EN ISO 604)
[MPa]
1.400
2.100
3.300
2.100
1.000
1.600
2.300
2.300
3.600
1.500
Druckfestigkeit (1% / 2%)
(EN ISO 604)
[MPa]
15 / 26
17 / 30
23 / 41
18 / 33
11 / 19
16 / 26
20 / 35
20 / 35
23 / 39
16 / 25
70
37
69
17
140
n.b.
150
36
74
8
6
100
165
165
180
96
Schlagzähigkeit (Charpy)
(DIN EN ISO 179-1eU)
[kJ / m²]
n.b.
Kerbschlagzähigkeit (Charpy)
(DIN EN ISO 179-1eA)
[kJ / m²]
34
[MPa]
74
140
205
146
104
174
150
145
–10
–60
–60
–60
–60
n.a.
n.a.
n.a.
165
166
166
170
169
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
58
Thermische Werte
(DIN 53765)
[°C]
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
100
110
110
110
170
140
140
140
140
140
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
75
95
85
85
120
100
100
100
100
100
Wärmeausdehnung (CLTE),
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
8
4
8
13
13
13
8
13
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
8
4
8
14
14
14
8
14
Spezifische Wärmekapazität
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,3
1,2
1,3
1,4
1,4
1,2
1,3
[W / (m*K)]
0,21
0,28
0,21
0,39
0,39
0,47
0,46
[Ω]
1014
1014
1013
1014
1012
1014
104
0,07 / 0,2
0,02 / 0,04
0,01 / 0,02
0,02 / 0,04
<0,01/<0,01 0,01 / 0,02
0,05 / 0,1
0,05 / 0,1
0,07 / 0,2
0,05 / 0,2
Beständigkeit gegen
heißes Wasser / Laugen
–
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
Verhalten bei Freibewitterung
–
–
–
–
–
–
–
(+)
–
(+)
Brennverhalten (UL94)
(DIN IEC 60695-11-10)
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
Wärmeleitfähigkeit
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
Elektrische Werte
Spezifischer Oberflächenwiderstand
(DIN IEC 60093)
1014
Verschiedene Daten
Wasseraufnahme 24 h / 96 h (23 °C)
(DIN EN ISO 62)
[%]
Alle Werte wurden direkt nach der Zerspanung ermittelt
(Standardklima Deutschland). Bei Polyamiden sind
die Werte stark vom Feuchtigkeitsgehalt abhängig.
Probekörper nach DIN EN ISO 527-2
88
+beständig
(+) bedingt beständig
– unbeständig (abhängig von Konzentration,
Zeit und Temperatur)
n.b. ohne Bruch
n.a. nicht zutreffend
(a)Glasübergangstemperatur
gemessen nach DIN EN ISO 11357
(b) Wärmeleitfähigkeit gemessen nach ISO 8302
(c) Wärmeleitfähigkeit gemessen nach ASTM E1530
(d) Spezifischer Oberflächenwiderstand
gemessen nach ASTM D 257
Werksbezeichnung
TECAFORM TECAFORM TECAFORM TECAFORM TECAFORM TECAFORM TECAFORM TECAFORM TECAST
AH SD
AH ID
AH LA
AH SAN
AH MT
AD
AD
AD AF
T
blau
farbig
schwarz
TECAST
TM
chem. Bezeichnung
POM–C
POM–C
POM–C
POM–C
PA 6 C
Füllstoff
Antistatikum
detektierbarer
Füllstoff
Festschmierstoff
Antimikrobikum
1,35
1,49
1,36
1,41
1,41
1,43
1,43
1,49
1,15
1,15
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
POM–C
POM–H
POM–H
POM–H
PA 6 C
PTFE
Molybdändisulfid
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
1.300
3.200
2.100
2.900
2.800
3.400
3.600
3.000
3.500
3.200
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
39
68
48
67
69
79
80
53
83
82
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
39
68
48
69
70
79
80
53
80
80
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
23
8
9
7
15
37
32
8
4
4
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
23
10
9
18
30
45
43
8
55
55
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
1.200
3.100
2.000
2.800
2.800
3.600
3.600
3.000
3.200
3.000
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
46
100
70
93
94
106
106
85
109
102
(EN ISO 604)
[MPa]
1.100
2.400
1.800
2.200
2.200
2.700
2.800
2.400
2.900
2.800
(EN ISO 604)
[MPa]
12 / 19
17 / 31
16 / 27
18 / 31
18 / 32
19 / 33
22 / 38
19 / 33
19 / 36
22 / 38
27
102
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
9
15
14
25
4
4
[kJ / m²]
n.b.
59
[kJ / m²]
9
11
74
174
120
163
158
185
185
166
170
170
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
[MPa]
Thermische Werte
(DIN 53765)
[°C]
–60
–60
–60
–60
–60
–60
–60
–60
40
43
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
165
169
166
166
169
182
182
179
215
217
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
140
140
140
140
140
150
150
150
170
170
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
100
100
100
100
100
110
110
110
100
100
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
16
13
13
13
13
12
11
12
12
11
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
17
14
14
14
14
13
11
13
12
11
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,6
1,3
1,4
1,4
1,4
1,3
1,3
1,3
1,7
1,6
[W / (m*K)]
0,30
0,39
0,39
0,39
0,39
0,43
0,43
0,46
0,38
0,33
[Ω]
1011
1013
1014
1012
1014
1012
1014
1014
1012
[%]
0,9 / 1,8
0,05 / 0,1
0,05 / 0,1
0,05 / 0,1
0,05 / 0,1
0,05 / 0,1
0,05 / 0,1
0,05 / 0,1
0,2 / 0,4
0,2 / 0,5
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
–
–
–
(+)
(+)
–
–
–
–
–
–
–
–
–
(+)
(DIN IEC 60695-11-10)
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
Die aufgeführten Werte und Informationen sind keine
Mindest- oder Höchstwerte, sondern Richtwerte, die vor
allem für Vergleichszwecke zur Materialauswahl verwendet
werden können. Diese Werte liegen im normalen Toleranz
bereich der Produkteigenschaften, jedoch stellen sie keine
zugesicherten Eigenschaftswerte dar und sollten demnach
nicht zu Spezifikationszwecken herangezogen werden.
Soweit nicht anders vermerkt, wurden die Werte aus Versuchen an Referenzabmessungen (in der Regel Rundstäbe mit
Durchmesser 40-60mm nach DIN EN 15860) an extrudierten,
gegossenen, formgepressten und zerspanten Prüfkörpern
ermittelt. Da die Eigenschaften von den Dimensionen der
Halbzeuge und der Orientierung im Bauteil (insbesondere bei
verstärkten Werkstoffen) abhängen, dürfen die Werkstoffe
nicht ohne gesonderte Prüfung im Einzelfall eingesetzt
werden! Datenblattwerte unterliegen einer regelmäßigen
Überprüfung, den aktuellen Stand finden Sie unter
www.ensinger-online.com
Technische Änderungen vorbehalten.
89
Werkstoffrichtwerte
Werksbezeichnung
TECAST
L
TECAST
L
schwarz
TECAST
L
gelb
TECAGLIDE
grün
TECARIM
1500
gelb
TECAMID
6
TECAM
6 MO
TECAMID
6 GF25
schwarz
TECAMID
6 GF30
schwarz
TECAMID
66
chem. Bezeichnung
PA 6 C
PA 6 C
PA 6 C
PA 6 C
PA 6 C
PA 6
PA 6
PA 6
PA 6
PA 66
Füllstoff
Öl
Öl
Öl
Festschmierstoff
Elastomer
Molybdändisulfid
Glasfasern
Glasfasern
1,13
1,14
1,14
1,13
1,11
1,14
1,14
1,33
1,36
1,15
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
2.900
3.100
3.100
3.200
2.200
3.300
3.300
5.100
5.700
3.500
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
69
70
70
76
53
79
84
96
98
85
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
66
68
68
76
53
78
82
96
98
84
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
8
4
4
14
13
4
5
9
4
7
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
50
50
50
18
58
130
37
11
5
70
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
2.900
2.900
2.900
3.100
2.200
2.900
3.100
4.900
5.200
3.100
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
95
95
95
103
73
100
110
143
140
110
(EN ISO 604)
[MPa]
2.700
2.700
2.700
2.500
2.100
2.700
2.900
3.900
4.200
2.700
(EN ISO 604)
[MPa]
19 / 35
21 / 37
21 / 37
18 / 34
14 / 26
24 / 41
17 / 32
21 / 42
21 / 42
20 / 35
78
60
n.b.
[kJ / m²]
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
[kJ / m²]
5
5
6
4
16
7
5
150
150
150
159
95
155
160
230
232
175
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
[MPa]
5
Thermische Werte
(DIN 53765)
[°C]
48
42
42
45
53
45
51
49
49
47
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
218
216
216
218
216
221
220
217
218
258
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
170
170
170
130
160
160
160
180
180
170
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
100
100
100
100
95
100
100
100
100
100
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
13
13
13
11
13
12
8
7
6
11
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
13
13
13
12
13
13
8
8
6
12
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,7
1,7
1,7
1,7
1,7
1,6
1,6
1,4
1,3
1,5
[W / (m*K)]
0,37
0,37
0,37
0,38
0,32
0,37
0,37
0,40
0,41
0,36
[Ω]
1014
1012
1014
1014
1014
1014
1012
1012
1012
1014
[%]
0,2 / 0,4
0,2 / 0,4
0,2 / 0,4
0,2 / 0,3
0,6 / 1,2
0,3 / 0,6
0,3 / 0,6
0,2 / 0,3
0,2 / 0,3
0,2 / 0,4
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
–
(+)
–
–
–
–
(+)
(+)
(+)
–
(DIN IEC 60695-11-10)
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
HB
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
90
+beständig
n.b. ohne Bruch
Werksbezeichnung
TECAMID
66 MH
TECAMID
66 GF30
schwarz
TECAMID
66 CF20
TECAMID
66 HI
TECAMID
66 LA
TECAMID
66/X GF50
schwarz
TECAMID
46
rotbraun
TECAMID
12
TECAPET
TECAPET
schwarz
chem. Bezeichnung
PA 66
PA 66
PA 66
PA 66
PA 66
PA 66
PA 46
PA 12
PET
PET
Füllstoff
Molybdändisulfid
Glasfasern
Kohlefasern hitzestabilisiert
Gleitmittel
Glasfasern
1,15
1,34
1,23
1,15
1,11
1,61
1,19
1,02
1,36
1,39
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
3.200
5.500
5.100
3.400
3.100
8.700
3.300
1.800
3.100
3.400
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
84
91
104
89
76
115
106
53
79
91
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
83
91
104
72
76
115
106
54
79
91
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
10
8
12
7
11
2
21
9
5
4
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
40
14
13
25
14
2
32
200
10
15
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
3.100
4.700
4.300
3.300
2.800
9.000
3.300
1.700
3.200
3.400
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
114
135
135
112
102
200
132
68
121
134
(EN ISO 604)
[MPa]
2.700
4.100
3.800
2.900
2.400
6.200
2.800
1.600
2.700
2.800
(EN ISO 604)
[MPa]
20 / 38
25 / 46
16 / 33
14 / 29
20 / 35
28 / 56
20 / 35
13 / 24
19 / 35
19 / 36
97
116
n.b.
37
n.b.
n.b.
81
27
9
7
4
187
105
175
195
[kJ / m²]
n.b.
[kJ / m²]
5
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
[MPa]
5
168
216
200
191
145
Thermische Werte
(DIN 53765)
[°C]
52
48
48
57
54
78
72
37
81
81
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
253
254
251
263
261
256
299
180
244
244
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
170
170
170
180
120
200
220
150
170
170
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
100
110
100
115
90
130
130
110
110
110
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
10
5
9
12
11
13
15
8
8
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
10
5
10
12
12
13
16
10
10
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,5
1,2
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
[W / (m*K)]
0,36
0,39
0,72
0,36
0,36
0,37
0,30
[Ω]
1012
1012
108
1014
1014
1012
1013
1014
1014
1012
[%]
0,2 / 0,4
0,1 / 0,2
0,1 / 0,3
0,2 / 0,3
0,2 / 0,4
0,1 / 0,2
0,4 / 0,7
0,04 / 0,07
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
–
(+)
+
–
–
(+)
(+)
(+)
–
–
(+)
–
–
–
(+)
(DIN IEC 60695-11-10)
HB
HB
HB
HB
HB
HB
V2
HB
HB
HB
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
91
Werkstoffrichtwerte
Werksbezeichnung
TECAPET
TF
TECADUR
PET
TECADUR
PBT GF30
TECANAT
TECANAT
GF30
TECAFLON
PVDF
TECASON
S
TECAPEI
TECASON
P
weiss
TECASON
P MT
farbig
chem. Bezeichnung
PET
PET
PBT
PC
PC
PVDF
PSU
PEI
PPSU
PPSU
Füllstoff
Festschmierstoff
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
Glasfasern
Glasfasern
1,43
1,39
1,46
1,19
1,42
1,78
1,24
1,28
1,31
1,31
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
3.200
3.300
3.400
2.200
4.400
2.200
2.700
3.200
2.300
2.300
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
78
91
46
69
85
62
89
127
81
81
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
78
91
46
69
87
62
89
127
81
81
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
4
4
5
6
4
8
5
7
7
7
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
6
14
6
90
6
17
15
35
50
50
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
3.300
3.400
3.400
2.300
4.500
2.100
2.600
3.300
2.300
2.300
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
119
134
78
97
138
77
122
164
107
107
(EN ISO 604)
[MPa]
2.700
2.800
2.800
2.000
3.300
1.900
2.300
2.800
2.000
2.000
(EN ISO 604)
[MPa]
21 / 38
21 / 38
20 / 38
16 / 29
21 / 39
16 / 28
15 / 28
23 / 41
18 / 30
18 / 30
42
150
37
n.b.
71
150
175
113
n.b.
n.b.
13
13
[kJ / m²]
[kJ / m²]
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
[MPa]
14
183
194
190
4
128
190
129
167
225
143
143
149
147
–40
188
216
218
218
Thermische Werte
(DIN 53765)
[°C]
82
81
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
249
244
224
n.a.
n.a.
171
n.a.
n.a.
n.a.
n.a.
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
170
170
200
140
140
150
180
200
190
190
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
110
110
110
120
120
150
160
170
170
170
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
8
8
8
8
5
16
6
5
6
6
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
10
10
10
8
5
18
6
5
6
6
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,2
1,3
1,1
1,3
1,2
1,2
1,1
1,1
0,33
0,25
0,32
0,25
0,21
0,21
0,25
0,25
1014
1014
1014
1012
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
[W / (m*K)]
Elektrische Werte
[Ω]
1014
1014
1014
1014
1014
1014
[%]
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,04
0,03 / 0,06
0,03 / 0,05
<0,01/<0,01 0,06 / 0,1
0,05 / 0,1
0,1 / 0,2
0,1 / 0,2
–
–
–
–
–
+
+
+
+
+
–
–
–
(+)
–
+
–
–
–
–
(DIN IEC 60695-11-10)
HB
HB
HB
HB
HB
V0
V0
V0
V0
V0
(DIN IEC 60093)
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
92
+beständig
n.b. ohne Bruch
Werksbezeichnung
TECATRON
TECATRON
GF40
TECATRON
GF40
schwarz
TECATRON
PVX
TECAPEEK
TECAPEEK
schwarz
TECAPEEK
leuchtrot
TECAPEEK
GF30
TECAPEEK
CF30
TECAPEEK
PVX
chem. Bezeichnung
PPS
PPS
PPS
PPS
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
Glasfasern
Glasfasern
Kohlefasern,
PTFE, Grafit
Glasfasern
Kohlefasern Kohlefasern,
PTFE, Grafit
1,36
1,63
1,63
1,5
1,31
1,31
1,36
1,53
1,38
1,44
Füllstoff
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
4.100
6.500
6.500
4.600
4.200
4.100
4.200
6.400
6.800
5.500
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
102
83
83
53
116
100
108
105
122
84
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
100
83
83
53
116
100
108
105
122
84
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
4
3
3
2
5
3
4
3
7
3
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
4
3
3
2
15
3
6
3
7
3
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
4.000
6.600
6.600
4.800
4.200
4.100
4.500
6.600
6.800
6.000
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
151
145
145
91
175
171
177
164
193
142
(EN ISO 604)
[MPa]
3.300
4.600
4.600
3.300
3.400
3.300
3.500
4.800
5.000
4.000
(EN ISO 604)
[MPa]
20 / 38
21 / 41
21 / 41
19 / 36
23 / 43
22 / 41
22 / 40
29 / 52
25 / 47
23 / 44
29
24
24
14
n.b.
75
50
33
62
28
[kJ / m²]
[kJ / m²]
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
4
[MPa]
238
253
253
244
316
355
250
Thermische Werte
(DIN 53765)
[°C]
97
93
93
94
150
151
151
147
147
146
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
281
280
280
281
341
341
341
341
341
341
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
260
260
260
260
300
300
300
300
300
300
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
230
230
230
230
260
260
260
260
260
260
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
6
4
4
5
5
5
5
4
4
3
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
7
5
5
6
5
5
5
4
4
3
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,0
1,0
0,9
0,9
1,1
1,1
1,1
1,0
1,2
1,1
[W / (m*K)]
0,25
0,35
0,33
0,58
0,27
0,30
0,27
0,35
0,66
0,82
[Ω]
1014
1014
1012
108
1014
1012
1014
1014
108
108
[%]
<0,01 / 0,01 <0,01 / 0,01 <0,01 / 0,01 <0,01 / 0,01 0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
–
(+)
(+)
–
–
–
–
–
–
(DIN IEC 60695-11-10)
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
93
Werkstoffrichtwerte
Werksbezeichnung
TECAPEEK
ELS nano
TECAPEEK
TF10
blau
TECAPEEK
ID
TECAPEEK
MT
TECAPEEK
MT
schwarz
TECAPEEK
MT
blau
TECAPEEK
MT
grün
TECAPEEK
MT
gelb
TECAPEEK
MT
leuchtrot
TECAPEEK
MT
elfenbein
chem. Bezeichnung
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
Füllstoff
CNT
PTFE
1,36
1,38
1,49
1,31
1,31
1,34
1,32
1,38
1,36
1,42
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
4.800
3.400
4.600
4.200
4.200
4.300
4.100
4.400
4.200
4.400
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
106
95
111
116
114
113
116
113
108
114
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
106
95
111
116
114
113
116
113
108
114
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
4
5
4
5
5
5
5
5
4
4
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
4
8
6
15
13
11
17
10
6
12
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
4.700
3.900
3.700
4.200
4.100
4.300
4.200
4.300
4.500
4.400
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
178
149
166
175
171
173
172
169
177
171
(EN ISO 604)
[MPa]
3.600
3.000
4.800
3.400
3.400
3.400
3.400
3.400
3.500
3.400
(EN ISO 604)
[MPa]
27 / 47
22 / 39
25 / 46
23 / 43
23 / 44
17 / 35
17 / 35
17 / 35
22 / 40
24 / 44
58
48
72
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
n.b.
50
n.b.
4
5
7
4
5
[kJ / m²]
[kJ / m²]
4
[MPa]
253
220
260
253
243
248
250
257
244
250
(DIN 53765)
[°C]
147
157
150
150
151
151
151
151
151
150
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
341
340
341
342
341
341
341
341
341
340
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
260
260
260
260
260
260
260
260
260
260
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
Thermische Werte
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
5
6
5
5
5
5
5
5
5
5
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
5
6
5
5
5
5
5
5
5
5
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
0,46
0,27
0,27
0,3
0,28
0,28
0,28
0,27
[Ω]
104
1013
1014
1012
1014
1014
1014
1014
1014
[%]
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
(+)
–
–
–
–
–
–
–
–
–
(DIN IEC 60695-11-10)
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
[W / (m*K)]
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
94
+beständig
n.b. ohne Bruch
Werksbezeichnung
TECAPEEK
CF30 MT
TECAPEEK
CLASSIX
weiss
TECAPEEK
TS
TECAPEEK
CMF
TECAPEEK
CMF
grau
TECAPEEK
HT
schwarz
TECAPEEK
ST
schwarz
TECATEC
TECATEC
TECATOR
PEEK CW50 PEKK CW60 5013
chem. Bezeichnung
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEEK
PEK
PEKEKK
PEEK
PEKK
PAI
Füllstoff
Kohlefasern
mineralischer
Füllstoff
Keramik
Keramik
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
1,42
1,4
1,49
1,65
1,65
1,31
1,32
1,49
1,61
1,4
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
6.000
4.700
5.700
5.500
5.500
4.600
4.600
53.200
54.300
3.800
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
115
117
110
105
105
120
134
491
585
151
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
115
117
110
102
102
120
134
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
5
5
4
3
4
4
5
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
5
11
4
4
5
5
13
151
21
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
6.000
4.400
5.900
5.500
5.500
4.600
4.600
48.900
50.900
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
188
177
175
170
170
192
193
813
960
(EN ISO 604)
[MPa]
4.500
3.500
4.300
4.300
4.300
3.500
3.500
4.050
5.100
(EN ISO 604)
[MPa]
23 / 44
25 / 45
17 / 34
25 / 46
25 / 46
25 / 45
24 / 42
58
n.b.
n.b.
65
35
n.b.
n.b.
5
7
4
4
13,2
240
[kJ / m²]
[kJ / m²]
3.900
51 / 509
[MPa]
318
263
290
286
286
282
275
(DIN 53765)
[°C]
146
150
151
151
151
160
165
143
165
280
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
341
341
339
339
339
375
384
343
380
n.a.
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
300
300
300
300
300
300
300
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
260
260
260
260
260
260
260
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
Thermische Werte
270
260
260
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
5
5
4
5
5
5
5
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10 K ]
5
5
4
5
5
5
5
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
1,7
1,0
1,0
1,0
0,59
0,30
0,38
0,38
[Ω]
108
1014
1013
1014
1013
109
109
[%]
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,03
0,02 / 0,04
0,02 / 0,03
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
–
–
–
–
(+)
(+)
–
–
(DIN IEC 60695-11-10)
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
(ISO 22007-4:2008)
-5
-1
[W / (m*K)]
250
0,29 (c)
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
1018 (d)
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
–
V0
95
Werkstoffrichtwerte
Werksbezeichnung
TECATOR
5031 PVX
TECASINT
1011
TECASINT
1021
TECASINT
1031
TECASINT
1041
TECASINT
1061
TECASINT
1101
TECASINT
1611
TECASINT
2011
TECASINT
2021
chem. Bezeichnung
PAI
PI
PI
PI
PI
PI
PI
PI
PI
PI
Füllstoff
Grafit, PTFE
15% Grafit
40% Grafit
30%
Molybdändisulfid
15% Grafit,
10% PTFE
1,57
1,67
1,48
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
1,46
1,34
1,42
30% PTFE
1,34
1,51
15% Grafit
1,38
1,45
3.700
4.400
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
5.900
4.000
4.000
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
135
116
97
65
82
77
153
82
118
101
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
135
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
7
9,0
2,8
2,2
2,8
2,9
7,4
4,1
4,5
3,7
6.200
3.448
4.000
3.600
4.300
177
145
1.713
1.900
4.340
4.000
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
210
150
(EN ISO 604)
[MPa]
4.000
1.880
(EN ISO 604)
[MPa]
556
210
180
204
227
400
211
486
300
4.330
88
126
4.000
120
209
122
4.000
[kJ / m²]
87
75,8
35,1
16,5
29,6
25,8
67,6
–
87,9
20,6
[kJ / m²]
5,6
3,3
4,8
3,6
2,8
3,9
–
–
9,3
1,6
[MPa]
228
(DIN 53765)
[°C]
280
368 (a)
330 (a)
330 (a)
330 (a)
330 (a)
330 (a)
330 (a)
370 (a)
370 (a)
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
n.a.
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
270
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
250
–
–
–
–
–
–
–
–
–
1,04
1,13
1,04
0,925
0,22 (b)
0,22 (b)
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
Thermische Werte
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
(ISO 22007-4:2008)
[W / (m*K)]
0,60 (c)
0,22 (b)
0,53 (b)
[Ω]
1017 (d)
1016
107
103
V0
V0
V0
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
1015
1016
1015
V0
V0
V0
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
[%]
–
(DIN IEC 60695-11-10)
V0
96
V0
+beständig
n.b. ohne Bruch
V0
V0
Werksbezeichnung
TECASINT
2031
TECASINT
2391
TECASINT
4011
TECASINT
4021
TECASINT
4111
TECASINT
4121
TECASINT
5051
TECASINT
5201 SD
TECASINT
8001
chem. Bezeichnung
PI
PI
PI
PI
PI
PI
PAI
PAI
PTFE
Füllstoff
40% Grafit
15%
Molybdändisulfid
15% Grafit
30%
Glasfasern
Kohlefasern, 20%
Glasfasern Polyimid
1,59
1,54
1,41
1,49
1,46
1,53
1,57
1,54
Dichte
(DIN EN ISO 1183)
[g / cm³]
15% Grafit
1,88
Mechanische Werte
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
6.300
4.400
4.000
4.943
7.000
6.600
5.800
4.500
Zugfestigkeit
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
65
95
130
93
100
34
94
85
15
Streckspannung
(DIN EN ISO 527-2)
[MPa]
Streckdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
Bruchdehnung
(DIN EN ISO 527-2)
[%]
2,1
2,9
4,5
3
1,7
0,5
3,4
4,0
200
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
5.200
4.136
4.300
4.930
6.100
6.100
6.625
4.200
Biegefestigkeit
(DIN EN ISO 178)
[MPa]
87,5
137
180
131
160
113
163
135
(EN ISO 604)
[MPa]
2.027
2.200
2.100
2.067
2.500
2.200
2.590
(EN ISO 604)
[MPa]
131
253
40
208
250
200
260
240
[kJ / m²]
14,2
87
24,4
24
11
27,3
17,8
[kJ / m²]
3,3
9,6
4,8
1,1
1,4
5,1
2,8
260 (a)
260 (a)
n.a. (a)
n.a. (a)
340 (a)
340 (a)
20 (a)
300
300
250
Kugeldruckhärte
(ISO 2039-1)
[MPa]
Thermische Werte
(DIN 53765)
[°C]
Schmelztemperatur
(DIN 53765)
[°C]
Einsatztemperatur,
kurzzeitig
[°C]
Einsatztemperatur,
dauernd
[°C]
23 – 60°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
23 – 100°C (DIN EN ISO 11359-1;2)
[10-5 K-1]
(ISO 22007-4:2008)
[J / (g*K)]
(ISO 22007-4:2008)
370 (a)
370 (a)
–
–
1,04
[W / (m*K)]
1
0,4 (b)
0,35 (b)
1016 (d)
1016 (d)
0,25 (b)
Elektrische Werte
(DIN IEC 60093)
[Ω]
1014
1011
V0
V0
Verschiedene Daten
(DIN EN ISO 62)
[%]
(DIN IEC 60695-11-10)
V0
V0
V0
V0
V0
V0
V0
97
Haftungsausschluss
Unsere Informationen und Angaben stellen keine Zusicherung oder Garantie dar, seien sie ausdrücklich oder
stillschweigend. Sie entsprechen dem heutigen Stand unserer Kenntnisse und sollen über unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten informieren. Sie haben
somit nicht die Bedeutung, die chemische Beständigkeit,
die Beschaffenheit der Produkte und die Handelsfähigkeit
rechtlich verbindlich zuzusichern oder zu garantieren.
Die Eigenschaften der Liefergegenstände werden durch
verschiedene Faktoren wie beispielsweise Materialauswahl,
Zusätze zum Material, Formteil- und Werkzeugauslegung,
Verarbeitungs- oder Umweltbedingungen beeinflusst. Soweit nicht anders angegeben, sind die aufgeführten Messwerte Richtwerte, die auf Laborversuchen unter standardisierten Bedingungen basieren. Die genannten Angaben
bilden allein keine ausreichende Grundlage für eine Bauteil- oder Werkzeugauslegung. Die Entscheidung über die
Eignung eines bestimmten Materials, Verfahrens und einer bestimmten Bauteil- und Werkzeugauslegung für einen konkreten Einsatzzweck obliegt ausschließlich dem
jeweiligen Kunden. Die Eignung für einen konkreten Einsatzzweck oder eine bestimmte Verwendung wird rechtlich
verbindlich nicht zugesichert oder garantiert, es sei denn,
uns wurde der konkrete Einsatzzweck oder die geplante
Verwendung schriftlich mitgeteilt und wir haben daraufhin schriftlich bestätigt, dass unser Produkt gerade auch
für den vom Kunden schriftlich mitgeteilten konkreten
Einsatzzweck oder die geplante Verwendung geeignet ist.
Die Beschaffenheit unserer Produkte bestimmt sich nach
den zur Zeit des Gefahrübergangs in Deutschland geltenden gesetzlichen Vorschriften, soweit diese gesetzlichen
Vorschriften Regelungen über die Beschaffenheit gerade
der Produkte enthalten. Nur wenn der Kunde uns ausdrücklich schriftlich darauf hinweist, dass er unsere Produkte – eventuell nach Verarbeitung oder Einbau – exportieren wird, und nur wenn wir dann die Eignung für den
Export ausdrücklich schriftlich bestätigen, werden wir auch
für die Einhaltung der im Fall des Exports geltenden Vorschriften der europäischen Union, ihrer Mitgliedstaaten,
der anderen Vertragsstaaten des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum (Norwegen, Island, Lichtenstein) sowie der Schweiz und der USA sorgen. Wir sind
nicht verpflichtet, für die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften anderer Staaten Vorsorge zu treffen.
98
Wir tragen dafür Sorge, dass unsere Produkte frei von
Rechten oder Ansprüchen Dritter sind, die auf gewerblichem oder anderem geistigen Eigentum (Patente,
Gebrauchs
muster, Geschmacksmuster, Urheberrechte
oder anderer Rechte) beruhen. Diese Verpflichtung gilt für
Deutschland; sie gilt für die anderen Mitgliedstaaten der
europäischen Union, der anderen Vertragsstaaten des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum sowie
die Schweiz und die USA nur dann, wenn der Kunde uns
ausdrücklich schriftlich darauf hinweist, dass er unsere
Produkte – eventuell nach Verarbeitung oder Einbau – exportieren wird und wir ausdrücklich schriftlich bestätigen,
dass die Produkte exportiert werden können. Eine Haftung
für andere als die genannten Staaten übernehmen wir
nicht.
Konstruktions- oder Formänderungen, Abweichungen im
Farbton sowie Änderungen des Liefer- oder Leistungsumfanges bleiben vorbehalten, sofern die Änderungen oder
Abweichungen unter Berücksichtigung unserer Interessen
für den Kunden zumutbar sind.
Unsere Produkte sind nicht für eine Verwendung in medizinischen oder zahnmedizinischen Implantaten bestimmt.
PEEK-CLASSIXTM und Invibio® sind eingetragene Warenzeichen von Invibio Ltd.
VICTREX® PEEK ist ein eingetragenes Warenzeichen von Victrex plc.
Ensinger®, TECA®, TECADUR®, TECAFLON®, TECAFORM®, TECAM®, TECAMID®, TECANAT®,
TECANYL®, TECAPEEK®, TECAPET®, TECAPRO®, TECASINT®, TECASON®, TECAST®,
TECATRON® sind eingetragene Warenzeichen der Ensinger GmbH.
TECATOR® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Ensinger Inc.
Ensinger: Daten und Fakten
Hauptsitz
Nufringen, Baden-Württemberg
Mitarbeiter
ca. 2000
Gründungsjahr
1966
Fertigungsstandorte
in Deutschland
3
Standorte und
Niederlassungen weltweit
27
Geschäftsführer
Klaus Ensinger, Dr. Roland Reber
Produkte
Compounds
Halbzeuge
(extrudiert, gegossen, gesintert)
Profile
Fertigteile
(zerspant, spritzgegossen)
Formteile
(direktgeformt, Polyamidguss)
Anwendungen
Maschinen- und Anlagenbau
Bauindustrie
Automobilindustrie
Medizintechnik
Luft- und Raumfahrtindustrie
Erdöl- und Gasindustrie
Elektro- und Halbleitertechnik
viele weitere Industriezweige
Ensinger weltweit
Ensinger GmbH
Rudolf-Diesel-Straße 8
71154 Nufringen
Tel. +49 7032 819 0
Fax +49 7032 819 100
Brasilien
Ensinger Indústria de
Plásticos Técnicos Ltda.
Av. São Borja 3185
93.032-000 São Leopoldo-RS
Tel. +55 51 35798800
Fax +55 51 35882804
www.ensinger.com.br
Italien
Ensinger Italia S.r.l.
Via Franco Tosi 1/3
20020 Olcella di Busto
Garolfo
Tel. +39 0331 568348
Fax +39 0331 567822
www.ensinger.it
China
Ensinger (China) Co., Ltd.
1F, Building A3
No. 1528 Gumei Road
Shanghai 200233
P.R.China
Tel. +86 21 52285111
Fax +86 21 52285222
www.ensinger-china.com
Japan
Ensinger Japan Co., Ltd.
3-5-1, Rinkaicho,
Edogawa-ku, Tokyo
134-0086, Japan
Tel. +81 3 5878 1903
Fax +81 3 5878 1904
www.ensinger.jp
Ensinger GmbH
Mercedesstraße 21
72108 Rottenburg a. N.
Tel. +49 7457 9467 100
Fax +49 7457 9467 122
Ensinger GmbH
Wilfried-Ensinger-Straße 1
93413 Cham
Tel. +49 9971 396 0
Fax +49 9971 396 570
Ensinger GmbH
Borsigstraße 7
59609 Anröchte
Tel. +49 2947 9722 0
Fax +49 2947 9722 77
Ensinger GmbH
Mooswiesen 13
88214 Ravensburg
Tel. +49 751 35452 0
Fax +49 751 35452 22
www.thermix.de
Dänemark
Ensinger Danmark Ltd.
Rugvænget 6B
4100 Ringsted
Tel. +45 7810 4410
Fax +45 7810 4420
www.ensinger.dk
Frankreich
Ensinger France S.A.R.L.
ZAC les Batterses
ZI Nord
01700 Beynost
Tel. +33 4 78553635
Fax +33 4 78556841
www.ensinger.fr
Großbritannien
Ensinger Limited
Wilfried Way
Tonyrefail
Mid Glamorgan CF39 8JQ
Tel. +44 1443 678400
Fax +44 1443 675777
www.ensinger.co.uk
Österreich
Ensinger Sintimid GmbH
Werkstraße 3
4860 Lenzing
Tel. +43 7672 7012800
Fax +43 7672 96865
www.ensinger-sintimid.at
Polen
Ensinger Polska Sp. z o.o.
ul. Geodetów 2
64-100 Leszno
Tel. +48 65 5295810
Fax +48 65 5295811
www.ensinger.pl
Schweden
Ensinger Sweden AB
Stenvretsgatan 5
SE-749 40 Enköping
Tel. +46 171 477 050
Fax +46 171 440 418
www.ensinger.se
Singapur
Ensinger International GmbH
(Singapore Branch)
63 Hillview Avenue # 04-07
Lam Soon Industrial Building
Singapore 669569
Tel. +65 65524177
Fax +65 65525177
info@ensinger.com.sg
Spanien
Ensinger S.A.
Girona, 21-27
08120 La Llagosta
Barcelona
Tel. +34 93 5745726
Fax +34 93 5742730
www.ensinger.es
Tschechien
Ensinger s.r.o.
Prùmyslová 991
P.O. Box 15
33441 Dobřany
Tel. +420 37 7972056
Fax +420 37 7972059
www.ensinger.cz
USA
Ensinger Inc.
365 Meadowlands Boulevard
Washington, PA 15301
Tel. +1 724 746 6050
Fax +1 724 746 9209
www.ensinger-inc.com
Thermoplastische Konstruktions- und Hochleistungskunststoffe
von Ensinger kommen heute in fast allen wichtigen Industriebranchen
zum Einsatz. Oftmals haben sie dabei klassische Materialien
verdrängt – durch ihre Wirtschaftlichkeit und Leistungsvorteile.
10/12 E9911075A011DE
Ensinger Deutschland

Technische Kunststoffe - Das Handbuch

Transcription

Similar documents

Zerspanungsempfehlungen für Halbzeuge aus

Semi-Finished Engineering Plastic Products

Ensinger Plastic Catalog